题目
关于标准差的叙述,下列哪项是错误的A. 反映全部观察值的离散程度B. 度量了一组数据偏离平均数的大小C. 反映了均数代表性的好坏D. 不会小于算术均数E. 适用于正态分布和近似正态分布
关于标准差的叙述,下列哪项是错误的
A. 反映全部观察值的离散程度
B. 度量了一组数据偏离平均数的大小
C. 反映了均数代表性的好坏
D. 不会小于算术均数
E. 适用于正态分布和近似正态分布
题目解答
答案
D. 不会小于算术均数
解析
本题考查标准差的相关知识,解题思路是对每个选项所涉及的标准差性质进行逐一分析判断。
- 选项A:
标准差是用来衡量一组数据离散程度的统计量,它考虑了数据集中每个数据点与均值的偏离情况,所以能够反映全部观察值的离散程度。例如,对于数据集$\{1, 2, 3, 4, 5\}$,其均值$\bar{x}=\frac{1 + 2 + 3 + 4 + 5}{5}=3$,根据标准差公式$s = \sqrt{\frac{\sum_{i = 1}^{n}(x_{i}-\bar{x})^{2}}{n}}$,其中$n = 5$,$x_{i}$为每个数据点。
$\sum_{i = 1}^{5}(x_{i}-3)^{2}=(1 - 3)^{2}+(2 - 3)^{2}+(3 - 3)^{2}+(4 - 3)^{2}+(5 - 3)^{2}=4 + 1 + 0 + 1 + 4 = 10$,则标准差$s=\sqrt{\frac{10}{5}}=\sqrt{2}$,这个值体现了这组数据的离散程度,所以选项A正确。 - 选项B:
标准差的定义就是基于数据与平均数的偏离程度来计算的,它度量了一组数据偏离平均数的大小。从标准差公式$s = \sqrt{\frac{\sum_{i = 1}^{n}(x_{i}-\bar{x})^{2}}{n}}$可以看出,$(x_{i}-\bar{x})$表示每个数据点与均值的偏差,通过对这些偏差平方求和再开方,得到的标准差就反映了数据偏离平均数的程度,所以选项B正确。 - 选项C:
如果一组数据的标准差较小,说明数据比较集中在均值附近,均数对这组数据的代表性就好;反之,如果标准差较大,数据比较分散,均数的代表性就差。例如,数据集$\{3, 3, 3, 3, 3\}$,其均值为$3$,标准差$s=\sqrt{\frac{(3 - 3)^{2}+(3 - 3)^{2}+(3 - 3)^{2}+(3 - 3)^{2}+(3 - 3)^{2}}{5}} = 0$,均数$3$能很好地代表这组数据;而数据集$\{1, 2, 3, 4, 5\}$标准差为$\sqrt{2}$,均数$3$的代表性相对就没那么好,所以选项C正确。 - 选项D:
标准差是可以小于算术均数的。例如,数据集$\{1, 1, 1, 1, 1\}$,其算术均数$\bar{x}=\frac{1+1+1+1+1}{5}=1$,标准差$s=\sqrt{\frac{(1 - 1)^{2}+(1 - 1)^{2}+(1 - 1)^{2}+(1 - 1)^{2}+(1 - 1)^{2}}{5}} = 0$,$0\lt{}1$,所以选项D错误。 - 选项E:
标准差适用于正态分布和近似正态分布的数据。在正态分布中,标准差与数据的分布形态密切相关,约$68\%$的数据落在均值$\pm1$个标准差范围内,约$95\%$的数据落在均值$\pm2$个标准差范围内,约$99.7\%$的数据落在均值$\pm3$个标准差范围内,对于近似正态分布的数据也有类似的性质,所以选项E正确。