测定某试样的含氮量,6 次平行测定的结果为 20.48%、20.55%、20.58%、20.60%,20.53%,20.50%.计算这组数据的平均值、中位值、全距、平均偏差、标准偏差和相对标准偏差;若此试样是标准试样,含氮量为 20.45%,计算测定结果的绝对误差和相对误差。
测定某试样的含氮量, 次平行测定的结果为 、、、,,.
计算这组数据的平均值、中位值、全距、平均偏差、标准偏差和相对标准偏差;
若此试样是标准试样,含氮量为 ,计算测定结果的绝对误差和相对误差。
题目解答
答案
- (1)
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- (2)
,
解析
考查要点:本题主要考查实验数据的统计处理能力,包括平均值、中位值、全距、平均偏差、标准偏差、相对标准偏差的计算,以及绝对误差和相对误差的计算。
解题核心思路:
- 数据预处理:将数据排序,便于计算中位值和全距。
- 基本统计量:通过公式逐项计算各统计量,注意标准偏差需区分总体与样本(本题用样本标准差,即除以$n-1$)。
- 误差分析:明确绝对误差与相对误差的定义,注意单位统一。
破题关键点:
- 标准差的自由度选择:实验数据通常视为样本,标准差计算时分母为$n-1$。
- 有效数字处理:结果保留与题目数据一致的有效数字(本题保留两位小数)。
第(1)题:计算统计量
平均值
$\bar{x} = \frac{20.48 + 20.55 + 20.58 + 20.60 + 20.53 + 20.50}{6} = \frac{123.24}{6} = 20.54\%$
中位值
将数据排序:$20.48, 20.50, 20.53, 20.55, 20.58, 20.60$
中位值为第3、4位的平均值:
$\text{中位值} = \frac{20.53 + 20.55}{2} = 20.54\%$
全距
$R = 20.60 - 20.48 = 0.12\%$
平均偏差
各数据与平均值的绝对差之和:
$\sum |x_i - \bar{x}| = 0.06 + 0.01 + 0.04 + 0.06 + 0.01 + 0.04 = 0.22$
平均偏差:
$\bar{d} = \frac{0.22}{6} \approx 0.04\%$
标准偏差(样本)
各数据与平均值的平方差之和:
$\sum (x_i - \bar{x})^2 = 0.0036 + 0.0001 + 0.0016 + 0.0036 + 0.0001 + 0.0016 = 0.0106$
标准偏差:
$s = \sqrt{\frac{0.0106}{6-1}} = \sqrt{0.00212} \approx 0.05\%$
相对标准偏差
$\text{相对标准偏差} = \frac{0.05\%}{20.54\%} \times 100\% \approx 0.2\%$
第(2)题:计算误差
绝对误差
$\text{绝对误差} = 20.54\% - 20.45\% = 0.09\%$
相对误差
$\text{相对误差} = \frac{0.09\%}{20.45\%} \times 100\% \approx 0.4\%$