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Statistics · real student question

对 37 名学生的三列考核成绩(Tugas、UAS 和第二个 Tugas),计算每一列的均值、中位数、众数、极差、样本方差、标准差与四分位数。

Question

37 名学生每人有三项成绩记录,三列数据如下:

Tugas: 57, 78, 80, 83, 76, 63, 55, 56, 81, 64, 87, 85, 83, 63, 85, 90, 56, 90, 83, 60, 58, 73, 72, 0, 86, 68, 72, 62, 84, 74, 88, 0, 88, 89, 85, 55, 77

UAS: 55, 86, 76, 78, 83, 60, 70, 77, 75, 62, 86, 80, 87, 60, 81, 86, 55, 86, 73, 56, 50, 68, 81, 0, 81, 55, 80, 77, 81, 71, 92, 0, 83, 78, 80, 60, 70

TUGAS: 73, 71, 85, 84, 81, 74, 81, 80, 88, 82, 93, 84, 86, 82, 93, 90, 81, 84, 86, 80, 66, 74, 88, 32, 77, 81, 85, 86, 92, 61, 87, 32, 94, 77, 71, 63, 82

请对每一列作描述性统计分析。

Step-by-step solution

  1. 先把每一列求和,再除以 n = 37。 仔细求和得:

    ∑Tugas=2606,∑UAS=2579,∑TUGAS=2906\sum \text{Tugas} = 2606, \qquad \sum \text{UAS} = 2579, \qquad \sum \text{TUGAS} = 2906

    xˉTugas=260637=70.4324,xˉUAS=257937=69.7027,xˉTUGAS=290637=78.5405\bar{x}_{\text{Tugas}} = \frac{2606}{37} = 70.4324, \quad \bar{x}_{\text{UAS}} = \frac{2579}{37} = 69.7027, \quad \bar{x}_{\text{TUGAS}} = \frac{2906}{37} = 78.5405

    这三个总和值得重算一遍:这里只要有一行录错,均值就可能偏离多达 2.42.4 分。

  2. 求中位数。 n=37n = 37 是奇数,所以中位数就是排序后的第 1919 个值,不需要取平均:

    MedianTugas=76,MedianUAS=77,MedianTUGAS=82\text{Median}_{\text{Tugas}} = 76, \qquad \text{Median}_{\text{UAS}} = 77, \qquad \text{Median}_{\text{TUGAS}} = 82

    每一列的中位数都大于其均值,这是左偏分布的典型特征 —— 这里是由那两名得 00 分的学生造成的。

  3. 找出众数。 统计频数可得:Tugas 是双众数,8383 与 8585 各出现三次;UAS 也是双众数,8181 与 8686 各出现四次;TUGAS 只有一个众数 8181(出现四次)。这样弱的众数 —— 3737 个数据里最高频次才三四次 —— 对于一个近乎连续的成绩变量来说几乎不提供什么信息。

  4. 计算样本方差与标准差。 用 s2=∑(xi−xˉ)2n−1s^2 = \dfrac{\sum(x_i - \bar x)^2}{n-1},其中 n−1=36n - 1 = 36:

    sTugas2=427.3634, sTugas=20.6728s^2_{\text{Tugas}} = 427.3634,\ s_{\text{Tugas}} = 20.6728

    sUAS2=406.9925, sUAS=20.1741s^2_{\text{UAS}} = 406.9925,\ s_{\text{UAS}} = 20.1741

    sTUGAS2=190.3664, sTUGAS=13.7973s^2_{\text{TUGAS}} = 190.3664,\ s_{\text{TUGAS}} = 13.7973

  5. 列出极差与四分位数。 最小值、最大值以及 Tukey 四分位数 Q1,Q2,Q3Q_1, Q_2, Q_3:

    列最小值最大值极差Q1Q_1Q2Q_2Q3Q_3四分位距
    Tugas0909061768524
    UAS0929260778121
    TUGAS32946274828612
  6. 解读离散程度,并标出离群值。 那两行 (0,0,32)(0, 0, 32) 几乎可以肯定是缺考,而不是真实水平。按 1.5×1.5\times 四分位距准则,Tugas 的下界是 61−1.5(24)=2561 - 1.5(24) = 25,所以两个 00 都是离群值;UAS 的下界是 60−1.5(21)=28.560 - 1.5(21) = 28.5,同样如此;TUGAS 的下界是 74−1.5(12)=5674 - 1.5(12) = 56,所以那两个 3232 在该列也是离群值。剔除这两名学生后,Tugas 的均值会升到 260635=74.46\tfrac{2606}{35} = 74.46,标准差也会大幅下降。第三列确实是最齐整的一列(s=13.80s = 13.80,另外两列约为 ≈20\approx 20),而且剔除离群值之后依然如此。

Answer

Tugas:xˉ=70.43, M=76, s=20.67;UAS:xˉ=69.70, M=77, s=20.17;TUGAS:xˉ=78.54, M=82, s=13.80\text{Tugas:} \bar{x}=70.43,\ M=76,\ s=20.67;\quad \text{UAS:} \bar{x}=69.70,\ M=77,\ s=20.17;\quad \text{TUGAS:} \bar{x}=78.54,\ M=82,\ s=13.80

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