總體百分位數(shù)的估計是新教材增加的內(nèi)容,直觀上比較容易理解,它把一組按大小排列的數(shù)據(jù)分成相應(yīng)百分比的兩部分,一組數(shù)據(jù)的第p 百分位數(shù)是這樣一個值,它使得這組數(shù)據(jù)中至少有p%的數(shù)據(jù)小于或等于這個值,且至少有(1-p)%的數(shù)據(jù)大于或等于這個值。幾種常用的百分位數(shù):第25百分位數(shù)(又稱下四分位數(shù)或第一四分位數(shù)),第50百分位數(shù)(又稱中位數(shù)或第二四分位數(shù)),第75百分位數(shù)(又稱上四分位數(shù)或第三四分位數(shù)),第1百分位數(shù),第5百分位數(shù),第95百分位數(shù),第99百分位數(shù)。
題型一:由原始數(shù)據(jù)求百分位數(shù)
計算一組原始數(shù)據(jù)(n 個數(shù)據(jù))的第p 百分位數(shù)的一般步驟:第1步,從小到大排列原始數(shù)據(jù);第2步,計算i=n×p%;第3步,若i 不是整數(shù),大于i 的比鄰整數(shù)為j,則第p百分位數(shù)為第j 項數(shù)據(jù),若i 是整數(shù),則第p百分位數(shù)為第i 項和第(i+1)項的數(shù)據(jù)的平均數(shù)。
例 1 “幸福指數(shù)”是指某個人主觀地評價他對自己目前生活狀態(tài)的滿意程度的指標(biāo),常用區(qū)間[0,10]內(nèi)的一個數(shù)來表示,該數(shù)越接近10表示滿意程度越高?,F(xiàn)隨機(jī)抽取6位小區(qū)居民,他們的“幸福指數(shù)”分別為5,6,7,8,9,5,則這組數(shù)據(jù)的50%分位數(shù)是( )。
A.7 B.7.5
C.8 D.6.5
解:該組數(shù)據(jù)從小到大排列為5,5,6,7,8,9。因為6×50%=3,所以這組數(shù)據(jù)的第50百分位數(shù)是第三位數(shù)與第四位數(shù)的平均值,即6+7/2 =6.5。應(yīng)選D。
評注:本題主要考查百分位數(shù)的概念與應(yīng)用。
例 2 數(shù)據(jù)2.2,3.6,3.7,4.1,4.4,4.5,x,6.1的第65百分位數(shù)是4.5,則實數(shù)x 的取值范圍是( )。
A.[4.5,+∞) B.[4.5,6.1)
C.(4.5,+∞) D .[4.5,6.1]
解:因為8×65% =5.2,所以這組數(shù)據(jù)的第65 百分位數(shù)是第6 項數(shù)據(jù)4.5,所以x≥4.5。應(yīng)選A。
評注:本題容易受思維定式的影響,誤認(rèn)為x 在4.5與6.1之間,從而錯選B或D。
例3 (多選題)某班級體溫檢測員對一周內(nèi)甲、乙兩名同學(xué)的體溫進(jìn)行了統(tǒng)計,其結(jié)果如圖1所示,則下列說法正確的是( )。
A.乙同學(xué)體溫的極差為0.4℃
B.乙同學(xué)的體溫比甲同學(xué)的體溫穩(wěn)定
C.乙同學(xué)體溫的眾數(shù)為36.4℃,50%分位數(shù)與平均數(shù)相等
D.甲同學(xué)體溫的第70百分位數(shù)為36.5℃
解:由圖可知,乙同學(xué)體溫的極差為36.5-36.3=0.2 ℃,A 錯誤。從折線圖可以看出,乙同學(xué)的體溫比甲同學(xué)的體溫穩(wěn)定,B 正確。乙同學(xué)的體溫從低到高依次為36.3℃,36.3℃,36.4℃,36.4℃,36.4℃,36.5℃,36.5℃,可得眾數(shù)為36.4℃,平均數(shù)為36.4℃,而50%分位數(shù)即中位數(shù)是第4項36.4℃,所以數(shù)據(jù)的平均數(shù)和中位數(shù)相等,C 正確。甲同學(xué)的體溫從低到高依次為36.2℃,36.2℃,36.4℃,36.4℃,36.5℃,36.5℃,36.6℃,由70%×7=4.9,可知數(shù)據(jù)的第70 百分位數(shù)為第5 項數(shù)據(jù)36.5℃,D正確。應(yīng)選BCD。
評注:從折線圖中找出原始數(shù)據(jù),可得數(shù)據(jù)的眾數(shù)、中位數(shù)、平均數(shù)、百分位數(shù)。
題型二:根據(jù)頻率分布直方圖、頻率分布表估計樣本數(shù)據(jù)的第p 百分位數(shù)
根據(jù)頻率分布表、頻率分布直方圖估算百分位數(shù)的一般步驟:第1步,確定第p 百分位數(shù)所在區(qū)間[a,b),即確定小于a 和小于b的數(shù)據(jù)所占的百分比分別為fa %,fb%,且滿足fa %
例4 某商場為了制定合理的停車收費政策,需要了解顧客的停車時長(單位:min)?,F(xiàn)隨機(jī)抽取了到訪該商場顧客的100輛車進(jìn)行調(diào)查,將數(shù)據(jù)分成6組,即(0,100],(100,200],(200,300],(300,400],(400,500],(500,600],整理得到頻率分布直方圖,如圖2所示。
(1)求樣本中停車時長在區(qū)間(400,500]上的頻率。
(2)為了吸引顧客,該商場準(zhǔn)備給停車時長較短的車輛提供免費停車服務(wù)。若使該服務(wù)能夠惠及20%到訪顧客的車輛,請你根據(jù)頻率分布直方圖,給出確定免費停車時長標(biāo)準(zhǔn)的建議。
解:(1)設(shè)(400,500]上的頻率為x,由頻率分布直方圖中所有頻率之和為1,可得(0.0002+0.0014+0.0016+0.0031+0.0034)×100+x=1,所以x=0.03,所以樣本中停車時長在區(qū)間(400,500]上的頻率為0.03。
(2)確定免費停車標(biāo)準(zhǔn)能夠惠及20%到訪顧客的車輛,即求該數(shù)據(jù)的20% 分位數(shù)。因為(0,100]的頻率為0.14lt;20%,且(0,200]的頻率為0.45gt;20%,所以20%分位數(shù)位于(100,200]之間,所以100+ (0.2-0.14/0.45-0.14)×100≈119.4,即該組數(shù)據(jù)的20%分位數(shù)約為119.4。
若要能夠惠及20%到訪顧客的車輛,可確定免費停車時長為2h。
評注:由于頻率分布表和頻率分布直方圖中不能體現(xiàn)原始數(shù)據(jù),在估算第p 百分位數(shù)時,根據(jù)累計頻率先確定第p 百分位數(shù)所在的區(qū)間,再把區(qū)間內(nèi)的數(shù)據(jù)看成均勻分布,根據(jù)公式計算得出第p 百分位數(shù)的估計值。
例5 從某地區(qū)抽取100戶居民進(jìn)行月用電量調(diào)查,發(fā)現(xiàn)用電量都在50 至350kW·h之間,將數(shù)據(jù)分組后得到的頻率分布表,如表1所示,估計此地區(qū)月均用電量的第80百分位數(shù)是( )。
A.230 B.235
C.240 D.245
解:設(shè)該組數(shù)據(jù)的第80百分位數(shù)為x。
因為0.12+0.18+0.3lt;0.8,0.12+0.18+0.3+0.25gt;0.8,所以該組數(shù)據(jù)的第80百分位數(shù)位于區(qū)間[200,250)內(nèi),則0.12+0.18+0.3+(x-200/50) ×0.25=0.8,解得x=240。
應(yīng)選C。
評注:本題考查百分位數(shù)的應(yīng)用。解題時,先確定第80百分位數(shù)所在的區(qū)間,再從累計頻率角度建立等量關(guān)系,此解法與例4中的估算第p 百分位數(shù)的原理相同。
作者單位:1.河南省鄢陵縣第一高級中學(xué)
2.河南省光山二高
(責(zé)任編輯 郭正華)