Среднее арифметическое
Находим значение равномерного распределения суммы и понимаем, когда среднее вводит в заблуждение.
Чему научимся
Среднее позволяет сравнивать группы, восстанавливать общую сумму по числу наблюдений и находить неизвестное значение. Одновременно важно видеть его слабость: один далёкий выброс способен заметно сдвинуть результат.
Главная идея. Среднее арифметическое показывает, какое значение получил бы каждый объект, если общую сумму распределить поровну. Повторы входят в расчёт столько раз, сколько они наблюдались, поэтому среднее зависит от всей выборки.
План рассуждения и проверка понимания
- Уточните, какие значения относятся к одной совокупности, и посчитайте все наблюдения вместе с повторяющимися значениями.
- Сложите наблюдения в исходных единицах, разделите сумму на их количество n и сохраните те же единицы в ответе.
- Если объединяются группы, восстановите их суммы как n₁x̄₁ и n₂x̄₂, сложите суммы и разделите на общее число объектов.
- Сравните среднее с минимумом, максимумом и при наличии выбросов с медианой, чтобы не принять его за обязательное типичное значение.
Частая ошибка. Взять обычное среднее двух групповых средних 6 и 1, хотя в первой группе два человека, а во второй восемь, и получить неверные 3,5.
Как проверить себя. Взвешивайте каждое групповое среднее численностью группы: (2 · 6 + 8 · 1) / 10 = 2; равные веса допустимы лишь при равных размерах групп.
Наглядная модель: Среднее арифметическое
Находим значение равномерного распределения суммы и понимаем, когда среднее вводит в заблуждение.
- A: 3 наблюдения — ниже общего уровня
- B: 7 наблюдения — наибольшее значение
- C: 5 наблюдения — между крайними
Проверка пониманияОбъясните тему своими словами
Объясните, почему у набора 3, 4, 50 среднее равно 19, но это число плохо описывает обычное наблюдение, и какую дополнительную характеристику стоит посмотреть.
В хорошем объяснении есть:
- Показаны сумма 57 и деление на три, а не усреднение только различных или близких значений.
- Отмечено влияние выброса 50 и предложено сопоставить среднее с медианой 4 и исходным рядом.
Если распределить сумму поровну
Среднее арифметическое набора чисел — их сумма, делённая на количество. Если три человека собрали , , яблок, всего получилось . При равном распределении каждый получил бы . Это и есть среднее, хотя исходные количества были разными.
Каждое наблюдение участвует один раз, включая повторяющиеся значения. У набора среднее , а не среднее двух различных значений и .
Что можно узнать из среднего
Если известно среднее и число наблюдений , можно восстановить сумму . Для наблюдений со средним сумма равна . Сам набор при этом неизвестен: одну и ту же сумму могут иметь разные данные.
Среднее находится между минимумом и максимумом. Если ко всем значениям добавить , среднее тоже увеличится на . Единицы среднего совпадают с единицами исходных данных: среднее время измеряется во времени, а не в «процентах времени».
Где возникает путаница
Среднее не обязано быть одним из наблюдавшихся значений. У результатов оно равно . «В среднем посещения» не означает, что кто-то совершил половину посещения: число описывает группу.
Выброс может сильно сдвинуть среднее. У набора среднее , а у — . Чтобы описать типичный уровень, полезно сопоставить среднее с медианой и посмотреть на сами значения.
Средние групп нельзя безусловно усреднять пополам. Если в маленькой группе два человека, а в большой восемь, большая группа должна иметь больший вес. Для таблицы частот каждое значение умножают на число его наблюдений.
Три примера
- Время четырёх поездок: , , , минут. Среднее минут.
- У трёх наблюдений среднее равно . Два значения — и . Общая сумма , поэтому третье значение .
- В группе из человек среднее число книг , в группе из — . Общая сумма , среднее . Простое среднее и , равное , здесь неверно.
Среднее наблюдений и математическое ожидание вероятностной модели связаны, но не тождественны: первое считается по данным, второе — по закону распределения.
Формула, смысл и ограничения
Главные формулы с расшифровкой
Формула словами: Складываем все наблюдения и делим на их количество, учитывая повторы.
Формула словами: Средние двух групп объединяем с учётом численности каждой группы.
От формулы к наблюдению
Попробуйте самостоятельно
Измените параметры и сопоставьте расчёт с результатами случайного эксперимента.
От простого к сложному
Проверьте себя
Сначала запишите решение самостоятельно. Затем можно открыть намёк, сравнить каждый переход с пошаговым разбором и только после этого посмотреть ответ. Прогресс сохраняется в этом браузере.
Открываем задание…
Открываем задание…
Открываем задание…
Что пригодится
Изучить дальше
Источники и соглашения
Объяснения и задачи — авторские. Источники помогают проверить определения, условия и школьную привязку. Обозначения и параметризация указаны в статье.