درسنامه آموزشی فصل سوم ریاضی و آمار (1) کلاس دهم انسانی و معارف با پاسخ درس 2: معیارهای گرایش به مرکز
فعالیت (صفحهٔ 85 کتاب درسی)
امسال خیرین مدرسه چقدر به مدرسه کمک میکنند؟ مدیر مدرسه بر اساس اطلاعات سالهای گذشتهٔ خود میگوید: معمولاً خیرین، بهطور متوسط، 10 درصد از درآمد سالانهٔ خود را به این امر اختصاص میدهند. فرض کنید درآمد ماهانهٔ حضار در انجمن خیریهٔ این دبیرستان در سال جاری بهترتیب حروف الفبا بهصورت زیر باشد:
درآمد (میلیون ریال) | نجمیه | سبحان | رسول | حسنا | جوانه | احمد | آرمان |
40 | 12 | 28 | 32 | 30 | 22 | 25 |
پس برای پاسخ به سؤال طرح شده باید میانگین این اعداد را محاسبه کنید.
میانگین همان چیزی است که به آن معدل هم میگویند. برای محاسبهٔ آن باید همهٔ درآمدها را با هم جمع و بر تعداد افراد حاضر تقسیم کنید. اگر همهٔ درآمدها را با هم جمع کنید (189) و بر تعداد افراد (7) تقسیم کنید، به عدد میانگین 27 میلیون ریال در ماه میرسید. در نتیجه 10 درصد از درآمد سالانه برابر با 32/4 است.
کار در کلاس (صفحهٔ 86 کتاب درسی)
1- میانگین دادههای 50 ، 40 ، 30 ، 20 ، 10 چقدر است؟
2- اگر میانگین دادههای 10، x ، 40 برابر با 30 شود مقدار x چقدر است؟
3- میانگین اعداد 5 ، 4 ، 3 ، 2 ، 1 چقدر است؟
4- میانگین اعداد 5 ، 8 ، 6 ، 4 ، 2 چقدر است؟
5- میانگین اعداد 9 ، 8 ، 7 ، 6 ، 5 چقدر است؟
6- میانگین اعداد 90 ، 80 ، 70 ، 60 ، 50 چقدر است؟
7- آیا میتوانید سه قاعدهٔ کلی از تمرینهای قبل دربارهٔ خواص میانگین ذکر کنید؟
حال اگر یک میلیاردر با درآمد ماهانه یک میلیارد ریال، به انجمن خیریهٔ دبیرستان ما بیاید، میانگین درآمد حضار چه تغییری میکند؟ (بیشتر مردم به او ثروتمند میگویند. آمارشناسان او را دور افتاده مینامند.) درآمد او میانگین را تا حدود 148 میلیون ریال در ماه بالا میآورد (دقیقاً 148/625) و بر اساس شیوهٔ تخمین گذشته، خیرّین معادل 178 میلیون ریال (دقیقاً 178/35) را به دبیرستان کمک خواهند کرد، که غیر واقعی به نظر میرسد یا امکان محقق شدن آن ضعیف است.
دادهٔ دورافتاده: مقداری متفاوت با سایر مقادیر دادههاست. معمولاً مقدار آن بسیار بزرگتر یا بسیار کوچکتر از بقیهٔ دادههاست.
میانه
در مثال خیریه، داده دورافتاده باعث اشتباه ما در تخمین متوسط دادهها شد. میانگین، مرسومترین معیار گرایش به مرکز است که گاهی ممکن است ما را به اشتباه بیندازد، ولی میتوان از معیار دیگری نیز برای بیان متوسط درآمد استفاده کرد. برای این منظور میتوان از میانه استفاده کرد که داده وسطی دادههای مرتب شده است.
پس از مرتب کردن دادهها، مقداری که تعداد دادههای بعد از آن با تعداد دادههای قبل از آن برابراست، میانه است. اگر تعداد دادهها زوج باشد، میانه برابر با میانگین دو دادهٔ وسطی مرتب شده است.
برای محاسبهٔ میانهٔ دادهها، قبل از ورود میلیاردر، دادهها را از کوچک به بزرگ مرتب میکنیم. وسط این هفت عدد، یعنی چهارمین عدد میانه است. پس میانهٔ دادهها عدد 28 است که با میانگین دادهها تفاوت زیادی ندارد.
ردیف | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
درآمد مرتب شده | 12 | 22 | 25 | 28 | 30 | 32 | 40 |
حال فرض کنید میلیاردر در خیریه حضور دارد. داده وسط برای 8 عدد وجود ندارد یا به عبارتی 8 عدد، عدد وسط ندارند. پس میانگین دادههای چهارم و پنجم را میگیریم. جایگاه چهارم درآمد، 28 و جایگاه پنجم آن 30 و در نتیجه میانهٔ جدید درآمد، 29 است.
بیشتر افراد معتقدند که عدد 29 میلیون ریال، گویای مقدار صحیح متوسط درآمد افراد است و عدد 148 میلیون ریال کاملاً بیربط است. پس ما به یک نتیجه میرسیم: اگر در دادههایمان، دورافتاده وجود داشت -دقیقاً مانند زمانی که یک میلیاردر تصمیم به کار خیر میگیرد- باید از میانه استفاده کنیم.
تمرین (صفحهٔ 87 کتاب درسی)
1- میانهٔ دادههای 1 , 99 , 68 , 2 , 86 , 14 , 10 چقدر است؟
2- میانهٔ دادههای 1 , 99 , 68 , 2 , 86 , 14 , 10 , 11 چقدر است؟
نکتهٔ اصلی در اینجاست: اگر در آمار در جایی به یک نتیجهٔ شسته و رُفته برخوردید، خیلی احتیاط کنید. بهدست آوردن «یک استنباط درست از دادهها تنها چیزی نیست که شما در یک بررسی آماری خواهان آن هستید خواستهٔ دیگر ما برنامهریزی و تصمیمگیری است.»
تصور کنید که بهجای انجمن خیریه با یک بیمارستان سر و کار داریم و دادهها بهجای مبالغ درآمد، هزینههای جراحی هستند. فرض کنید به جای میلیاردر، با یک بیمار روبهروییم که گرفتار بعضی از مشکلات بعد از عمل است و مجموع هزینههایش بالغ بر 250 میلیون ریال است.
بیمار | هزینههای جراحی (میلیون ریال) | هزینههای جراحی (مرتبشده) | |
الف | 2 | 1 | |
ب | 5 | 2 | |
پ | 45 | 3 | |
ت | 7 | 4 | |
ث | 35 | 5 | |
ج | 30 | 6 | |
چ | 50 | 7 | |
ح | 250 | 8 |
میانگین هزینههای جراحی این بیمارستان برابر با 53 میلیون ریال و میانهٔ آن برابر با 32/5 میلیون ریال است. اگر شما مدیر این بیمارستان بودید، کدام عدد برایتان از همه مهمتر بود؟ عدد 32/5 میلیون نشاندهندهٔ هزینههای معمول نگهداری یک بیمار است، اگر بخواهیم بودجهٔ سال بعد را با فرض این عدد بنویسیم، به احتمال زیاد با کسر بودجه مواجه میشویم. با قدری تفکر به میانگین و میانه، دلیل اینکه افراد از بیمهٔ تأمین اجتماعی استفاده میکنند، روشن میشود؛ (میانهٔ هزینههای سالیانهٔ درمان معمولاً بسیار کمتر از حق بیمهٔ پرداختی است، اما با نگاه به میانگین سالیانهٔ هزینهها، حساب میکنم که معاملهٔ خوبی کردهام) و من همیشه کمربند ایمنی را میبندم، اگرچه میانهٔ تعداد زخمیها در هر سفر با خودرو صفر باشد.
این نتیجه را نیز به یاد داشته باشید: گاهی هیچ آمار درست یا غلطی وجود ندارد، و همه چیز به این بستگی دارد که شما چرا میخواهید از آنها استفاده کنید.
کار در کلاس (صفحهٔ 88 کتاب درسی)
1- آنچه اکثر مردم «حد وسط» مینامند، نزد آمارشناسان به ......... معروف است. برای محاسبهٔ .........، به دادههای خود بهعنوان فهرستی از اعداد نگاه کنید؛ همهٔ اعداد را با هم جمع کنید و بر تعدادشان تقسیم کنید.
2- ........ در واقع نقطهٔ وسطی فهرست اعداد مرتبشده است. نیمی از اعداد مقادیر بزرگتر از ........ و نیمی دیگر مقادیر کوچکتر از ........ هستند.
3- زمانی با ............. مواجه هستیم که مشاهدهای داشته باشیم که از الگوی دادههایمان پیروی نکند.
4- وقتی با ........... مواجه هستید، ......... معمولا بازتاب بهتری از دادهها میدهد تا ..............
5- بهطورکلی، برای برنامهریزی و تصمیمگیری، .......... بهتر از ......... است.