Statistics · real student question

36 筆地塊面積的樣本統計量為平均 48.00 英畝、標準差 46.44、最小值 7、Q1 為 18.02、中位數 32.50、Q3 為 57.48、最大值 248。判斷分布是對稱還是偏斜,並用 1.5 倍四分位距法則檢查有沒有離群值。

Question

3636 筆地塊面積(單位:英畝)的摘要統計量如下

NN平均數標準差最小值Q1Q_1中位數Q3Q_3最大值
363648.0048.0046.4446.447718.0218.0232.5032.5057.4857.48248248

(a) 這個分布是對稱還是偏斜?

(b)1.5×IQR1.5\times IQR 法則判斷有沒有離群值。

(c) 若要畫出完整的盒鬚圖,還需要哪些額外資訊?

Step-by-step solution

  1. (a) 比較平均數與中位數。 對稱分布裡兩者幾乎重合。這裡

    meanmedian=48.0032.50=15.50\text{mean}-\text{median}=48.00-32.50=15.50

    和四分位距相比是很大的差距。平均數被拉到中位數之上,這正是右偏(正偏)分布的特徵。

  2. (a) 用兩端到中位數的距離再確認。 最大值比中位數高 24832.50=215.5248-32.50=215.5,最小值卻只比它低 32.507=25.532.50-7=25.5 —— 右邊是長尾、左邊是短尾。另外注意標準差 46.4446.44 幾乎和平均數一樣大,這也是非負且偏斜資料的典型特徵。

  3. (b) 算四分位距。 IQR 衡量中間一半資料的分散程度;和標準差不同,它不會被你正要檢驗的極端值本身撐大:

    IQR=Q3Q1=57.4818.02=39.46IQR=Q_3-Q_1=57.48-18.02=39.46

  4. (b) 造出上下兩個界線。 1.5×IQR1.5\times IQR 法則把界線放在四分位數再往外一個半的四分位距處:

    1.5×IQR=1.5×39.46=59.191.5\times IQR=1.5\times39.46=59.19

    lower fence=Q159.19=18.0259.19=41.17\text{lower fence}=Q_1-59.19=18.02-59.19=-41.17
    upper fence=Q3+59.19=57.48+59.19=116.67\text{upper fence}=Q_3+59.19=57.48+59.19=116.67

    對一個不可能為負的量來說,下界是負數完全正常;那只是表示不可能有哪個小值構成離群值。

  5. (b) 把極端值拿去和界線比。 最小值 77 舒舒服服地落在下界 41.17-41.17 之內,所以沒有偏低的離群值。最大值 248248 遠遠超過上界 116.67116.67 —— 它比 Q3Q_3 高出超過 4.84.8 個四分位距 —— 所以至少有一個偏高的離群值

  6. (c) 說清楚摘要統計量給不了什麼。 五數綜合足以定出盒子(Q1Q_1、中位數、Q3Q_3),也顯示 248248 必須畫成獨立的離群點。但它沒有告訴你上鬚該停在哪裡,因為鬚必須止於仍小於 116.67116.67 的最大觀測值,而那個值不在表裡。你需要個別的資料值(至少是最大的非離群值那一筆)—— 同樣的問題也適用於任何落在 116.67116.67248248 之間的其他值。

Answer

右偏;上下界為 41.17 與 116.67, 故最大值 248 是離群值\text{右偏;上下界為 }-41.17\text{ 與 }116.67,\text{ 故最大值 }248\text{ 是離群值}

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