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Statistics · real student question

37 位學生有三欄成績(Tugas、UAS 與第二次 Tugas)。求每一欄的平均數、中位數、眾數、全距、樣本變異數、標準差與四分位數。

Question

37 位學生各有三筆成績紀錄。三個欄位如下:

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

請對每一欄做出描述統計分析。

Step-by-step solution

  1. 把每一欄加總後除以 n = 37。 仔細加總得:

    ∑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

    總和值得重加一次:這裡只要有一列鍵錯,平均數最多就會偏移 2.42.4 分。

  2. 求各欄的中位數。 n=37n = 37(奇數)時中位數就是排序後的第 1919 個值,不必取平均:

    中位數Tugas=76,中位數UAS=77,中位數TUGAS=82\text{中位數}_{\text{Tugas}} = 76, \qquad \text{中位數}_{\text{UAS}} = 77, \qquad \text{中位數}_{\text{TUGAS}} = 82

    每一欄的中位數都大於它的平均數,這是左偏分布的特徵 — 在這裡是由兩位拿 00 分的學生造成的。

  3. 找出眾數。 數一下出現次數:Tugas 是雙峰,8383 與 8585 各出現三次;UAS 也是雙峰,8181 與 8686 各出現四次;TUGAS 只有單一眾數 8181(出現四次)。像這樣薄弱的眾數 — 3737 筆裡最高次數才三或四次 — 對一個近乎連續的成績變數幾乎不帶什麼資訊。

  4. 計算樣本變異數與標準差。 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. 列出全距與四分位數。 最小值、最大值與 Tukey 四分位數 Q1,Q2,Q3Q_1, Q_2, Q_3:

    欄位最小值最大值全距Q1Q_1Q2Q_2Q3Q_3IQR
    Tugas0909061768524
    UAS0929260778121
    TUGAS32946274828612
  6. 解讀離散程度,並標出離群值。 那兩列 (0,0,32)(0, 0, 32) 幾乎可以確定是缺考,而不是真實表現。依 1.5×1.5\timesIQR 規則,Tugas 的下界是 61−1.5(24)=2561 - 1.5(24) = 25,所以兩個零分都是離群值;UAS 的下界是 60−1.5(21)=28.560 - 1.5(21) = 28.5,同樣成立;TUGAS 的下界是 74−1.5(12)=5674 - 1.5(12) = 56,所以那兩個 3232 在該欄也是離群值。把這兩位學生排除後,Tugas 的平均數會升到 260635=74.46\tfrac{2606}{35} = 74.46,標準差也會大幅下降。第三欄確實是最齊一的(s=13.80s = 13.80,另外兩欄則約 ≈20\approx 20),而且即使移除離群值之後仍然如此。

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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