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Statistics · real student question

某数学班上,一半学生在一次成绩测验中考了 92 分。除了少数几名考 54 分的学生外,其余学生都考了 73 分。关于这组分数的分布,下列哪个说法正确?

Question

某数学班上,一半学生在一次成绩测验中考了 9292 分。除了少数几名考 5454 分的学生以外,其余学生都考了 7373 分。关于这组分数的分布,下列哪一项是正确的?

A. 平均数大于众数。
B. 平均数与中位数相等。
C. 平均数小于中位数。
D. 平均数大于中位数。

Step-by-step solution

  1. 先把各类人数设出来。 设班级人数为 NN(偶数):有 N2\tfrac{N}{2} 人考 9292 分,有 k≥1k \ge 1 人考 5454 分,其余 N2−k\tfrac{N}{2} - k 人考 7373 分。把「少数几名」当成一个未知数 kk,可以让整套论证对这个词的任何理解都成立。

  2. 先求中位数。 按从小到大排列,最前面 kk 个是 5454,接下来 N2−k\tfrac{N}{2} - k 个是 7373,最后 N2\tfrac{N}{2} 个是 9292。于是第 N2\tfrac{N}{2} 位是 7373,第 N2+1\tfrac{N}{2}+1 位是 9292,因此

    中位数=73+922=82.5\text{中位数} = \frac{73 + 92}{2} = 82.5

    它同样与 kk 无关。

  3. 再算平均数。

    平均数=92⋅N2+54k+73(N2−k)N=82.5N−19kN=82.5−19kN\text{平均数} = \frac{92\cdot\tfrac{N}{2} + 54k + 73\left(\tfrac{N}{2} - k\right)}{N} = \frac{82.5N - 19k}{N} = 82.5 - \frac{19k}{N}

  4. 把两者比一比。 由于 k≥1k \ge 1,修正项 −19kN-\tfrac{19k}{N} 严格为负:

    平均数=82.5−19kN<82.5=中位数\text{平均数} = 82.5 - \frac{19k}{N} < 82.5 = \text{中位数}

    这个分布是左偏的——远低于主体的一条小尾巴把平均数往下拽,却动不了中位数。所以选 C。

  5. 逐一排掉其余选项。 B 错,因为平均数严格小于 82.582.5。D 把不等号写反了。A 也错:众数是 9292(占全班一半),而平均数至多 82.582.5,所以平均数小于众数,而不是大于。

  6. 代具体数字验证。 取 N=20N = 20、k=3k = 3:十个 9292、三个 5454、七个 7373,平均数是 920+162+51120=79.65\tfrac{920 + 162 + 511}{20} = 79.65,中位数是 82.582.5。取 N=100N = 100、k=7k = 7:平均数 81.1781.17,中位数 82.582.5。两组都与 82.5−19kN82.5 - \tfrac{19k}{N} 吻合。

Answer

C. 平均数小于中位数(平均数=82.5−19kN, 中位数=82.5)\text{C. 平均数小于中位数}\quad\left(\text{平均数} = 82.5 - \tfrac{19k}{N},\ \text{中位数} = 82.5\right)

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