Copertă

VI.10. Probleme De Organizare A Datelor. Frecvență, Date Statistice Organizate În Tabele, Grafice Cu Bare Și/ Sau Cu Linii, Media Unui Set De Date Statistice

Alege rezolvarea exercițiului:

Exercițiul 7

Rezolvare scurtă

a)

\( T_{\text{max}} = 17^\circ\text{C} \) \( T_{\text{min}} = 11^\circ\text{C} \) Diferența \( = 17 - 11 = 6^\circ\text{C} \)

b)

Estimare temperatură medie \( \approx 14^\circ\text{C} \)

c)

Numărul de înregistrări: \( n = 7 \) Suma temperaturilor: \( S = 11 + 12 + 13 + 15 + 17 + 16 + 14 = 98^\circ\text{C} \) \( m_a = \frac{S}{n} = \frac{98}{7} \) \[ 98 : 7 = 14 \] \[ \begin{array}{} & 9 8 & : & 7 & = 14 \\ & -7 \\ & 2 8 \\ & -2 8 \\ & 0 \\ \end{array} \] Temperatura medie calculată: \( 14^\circ\text{C} \)

d)

Temperatura medie estimată (\( 14^\circ\text{C} \)) este egală cu temperatura medie calculată (\( 14^\circ\text{C} \)).

Rezolvare detaliată

Pentru a rezolva această problemă, vom analiza datele furnizate în tabel și vom aplica conceptele de bază ale statisticii: identificarea valorilor extreme, calculul sumei și al mediei aritmetice.

a) Diferența dintre temperaturile extreme

Pasul 1: Identificarea temperaturii maxime și minime

Analizăm valorile temperaturilor din tabel: \( 11, 12, 13, 15, 17, 16, 14 \). Cea mai mare valoare (temperatura maximă) este \( 17^\circ\text{C} \). Cea mai mică valoare (temperatura minimă) este \( 11^\circ\text{C} \).

Pasul 2: Calculul diferenței

Diferența este egală cu: \[ 17 - 11 = 6^\circ\text{C} \]

b) Estimarea temperaturii medii

Pasul 1: Alegerea unei metode de estimare

O estimare rapidă se poate face observând că temperaturile variază între \( 11 \) și \( 17 \). Putem alege valoarea din mijlocul intervalului sau putem rotunji valorile pentru a face un calcul mintal rapid. Estimăm o temperatură medie de aproximativ \( 14^\circ\text{C} \).

c) Calcularea temperaturii medii exacte

Pasul 1: Calcularea sumei temperaturilor

Adunăm toate temperaturile înregistrate în cele 7 momente ale zilei: \[ S = 11 + 12 + 13 + 15 + 17 + 16 + 14 \] \[ S = 23 + 13 + 15 + 17 + 16 + 14 = 36 + 15 + 17 + 16 + 14 = 51 + 17 + 16 + 14 = 68 + 16 + 14 = 84 + 14 = 98 \]

Pasul 2: Aplicarea formulei mediei aritmetice

Avem \( n = 7 \) înregistrări. Media aritmetică (\( m_a \)) este: \[ m_a = \frac{S}{n} = \frac{98}{7} \]

Pasul 3: Efectuarea împărțirii

\[ 98 : 7 = 14 \] \[ \begin{array}{} & 9 8 & : & 7 & = 14 \\ & -7 \\ & 2 8 \\ & -2 8 \\ & 0 \\ \end{array} \] Temperatura medie exactă este \( 14^\circ\text{C} \).

d) Compararea valorilor

Pasul 1: Analiza rezultatelor

Temperatura medie estimată la punctul b) a fost \( 14^\circ\text{C} \). Temperatura medie calculată la punctul c) este \( 14^\circ\text{C} \). Constatăm că estimarea a fost identică cu valoarea calculată exact.

Rezolvare pe scurt:

a) \( 17 - 11 = 6^\circ\text{C} \) b) Estimare: \( 14^\circ\text{C} \) c) \( m_a = (11 + 12 + 13 + 15 + 17 + 16 + 14) : 7 = 98 : 7 = 14^\circ\text{C} \) d) Cele două valori sunt egale: \( 14 = 14 \).

Cele mai importante aspecte ale lecției

Datele statistice se colectează, se organizează în tabele de frecvențe (conținând frecvențe absolute sau relative) și se reprezintă grafic prin:
  • Grafice cu bare (verticale sau orizontale) pentru a compara date diferite (ex. discipline preferate).
  • Grafice cu linii pentru a arăta evoluția în timp (ex. temperatura zilnică).
  • Diagrame circulare pentru a exprima procentual părțile dintr-un întreg.
Media setului de date oferă o valoare centrală reprezentativă și se calculează ca:
  • Medie simplă: \( M = \frac{\text{Suma valorilor}}{\text{Numărul total de valori}} \)
  • Medie ponderată: \( M = \frac{\text{Suma produselor (valoare } \cdot \text{ frecvență)}}{\text{Suma frecvențelor}} \)
Organizarea datelor reprezintă un proces de identificare, ordonare, evaluare și măsurare a unor informații colectate.
Frecvența este numărul natural care arată câți dintre participanții la un studiu îndeplinesc o anumită caracteristică.
Frecvența absolută reprezintă numărul exact de apariții al unei valori specifice în setul de date.
Frecvența relativă reprezintă raportul dintre frecvența absolută și numărul total de date. Aceasta se poate exprima ca fracție simplă, fracție zecimală sau procent: \[ \text{Frecvența relativă} = \frac{\text{Frecvența absolută}}{\text{Numărul total de date}} \]
Într-o clasă de \( 25 \) de elevi, \( 5 \) elevi preferă Matematica.
  • Frecvența absolută a opțiunii „Matematică” este \( 5 \).
  • Frecvența relativă este \( \frac{5}{25} = \frac{1}{5} = 0,2 = 20\% \).
Tabele de frecvențe: Sunt utilizate pentru a înregistra și structura datele culese într-un mod clar și ordonat, pe linii și coloane.
Grafice cu bare: Se folosesc pentru a compara mărimi de tipuri diferite. Barele pot fi verticale sau orizontale, iar lungimea (sau înălțimea) lor este proporțională cu frecvența absolută a datelor. Un grafic cu bare verticale prezentând numărul de elevi pentru diferite discipline preferate (Matematică, Limba engleză, Educație fizică etc.). Pe axa orizontală sunt reprezentate disciplinele, iar pe axa verticală este reprezentat numărul de elevi (frecvența absolută). Înălțimea fiecărei bare corespunde numărului de elevi care au ales acea disciplină.
Grafice cu linii: Sunt ideale pentru a urmări evoluția sau tendința unui singur obiect/proces pe o anumită perioadă de timp. Valorile sunt reprezentate prin puncte unite cu segmente de dreaptă. Un grafic cu linii care arată evoluția temperaturii pe parcursul unei săptămâni, având zilele pe axa orizontală și gradele Celsius pe axa verticală. Punctele aferente fiecărei zile sunt unite prin segmente, evidențiind creșterea sau scăderea temperaturii.
Diagrame circulare: Se utilizează atunci când dorim să arătăm ponderea fiecărei categorii din total (întregul fiind reprezentat de cercul complet, adică \( 100\% \)). O diagramă circulară (pie chart) împărțită în sectoare colorate diferit, fiecare sector reprezentând procentul de elevi care preferă o anumită disciplină (de exemplu, 20% Matematică, 24% Educație fizică etc.).
Media simplă (aritmetică) se calculează atunci când fiecare valoare apare o singură dată: \[ M = \frac{V_1 + V_2 + \dots + V_n}{n} \] unde \( V_1, V_2, \dots, V_n \) sunt valorile, iar \( n \) este numărul total de valori.
Media ponderată (cu frecvențe) se folosește atunci când valorile apar de mai multe ori: \[ M = \frac{V_1 \cdot f_1 + V_2 \cdot f_2 + \dots + V_k \cdot f_k}{f_1 + f_2 + \dots + f_k} \] unde \( V_1, V_2, \dots, V_k \) sunt valorile distincte, iar \( f_1, f_2, \dots, f_k \) reprezintă frecvențele absolute ale acestora.
Să calculăm media clasei dacă notele obținute la un test sunt organizate astfel:
Nota (\( V \)) 5 6 7 8 9 10
Număr elevi (\( f \)) 2 3 6 8 6 5
Calculul mediei: \[ M = \frac{5 \cdot 2 + 6 \cdot 3 + 7 \cdot 6 + 8 \cdot 8 + 9 \cdot 6 + 10 \cdot 5}{2 + 3 + 6 + 8 + 6 + 5} \] \[ M = \frac{10 + 18 + 42 + 64 + 54 + 50}{30} = \frac{238}{30} \approx 7,93 \]

Probleme practice

Problemă ușoară: La un test de geografie, cinci elevi au obținut următoarele note: \( 8 \), \( 9 \), \( 7 \), \( 10 \) și \( 6 \). Calculați media notelor obținute de acești elevi.
Pentru a calcula media simplă a celor 5 note, adunăm valorile și împărțim rezultatul la numărul total de note (\( n = 5 \)): \[ M = \frac{8 + 9 + 7 + 10 + 6}{5} \] \[ M = \frac{40}{5} = 8 \]
Răspuns: Media notelor este \( 8 \).
Problemă medie: Într-un magazin s-a înregistrat numărul de perechi de pantofi vânduți zilnic, în funcție de mărime, conform următorului tabel de frecvențe:
Mărime pantofi 36 37 38 39
Număr perechi (Frecvență) 3 5 8 4
a) Câte perechi de pantofi s-au vândut în total?
b) Care este mărimea medie a pantofilor vânduți?
a) Pentru a afla totalul perechilor vândute, adunăm frecvențele absolute: \[ \text{Total} = 3 + 5 + 8 + 4 = 20 \text{ perechi} \] b) Pentru a calcula mărimea medie, folosim formula mediei ponderate: \[ M = \frac{36 \cdot 3 + 37 \cdot 5 + 38 \cdot 8 + 39 \cdot 4}{20} \] \[ M = \frac{108 + 185 + 304 + 156}{20} \] \[ M = \frac{753}{20} = 37,65 \]
Răspuns: a) S-au vândut \( 20 \) de perechi; b) Mărimea medie este \( 37,65 \).
Problemă dificilă: Un agricultor a vândut la piață \( 10 \text{ kg} \) de roșii cu \( 5 \text{ lei/kg} \), \( 15 \text{ kg} \) de cartofi cu un anumit preț pe kilogram și \( 5 \text{ kg} \) de ceapă cu \( 4 \text{ lei/kg} \). Știind că prețul mediu al unui kilogram de legume vândute a fost de \( 4,3 \text{ lei} \), aflați prețul unui kilogram de cartofi.
Notăm cu \( x \) prețul unui kilogram de cartofi.
Cantitatea totală de legume vândută este: \[ 10 \text{ kg} + 15 \text{ kg} + 5 \text{ kg} = 30 \text{ kg} \] Suma totală obținută din vânzare este: \[ S = 10 \cdot 5 + 15 \cdot x + 5 \cdot 4 = 50 + 15x + 20 = 70 + 15x \text{ lei} \] Știm că prețul mediu este de \( 4,3 \text{ lei/kg} \). Aplicăm formula mediei: \[ M = \frac{\text{Suma totală}}{\text{Cantitatea totală}} = 4,3 \] \[ \frac{70 + 15x}{30} = 4,3 \] Înmulțim ambele părți ale ecuației cu \( 30 \): \[ 70 + 15x = 4,3 \cdot 30 \] \[ 70 + 15x = 129 \] Scădem \( 70 \): \[ 15x = 129 - 70 \] \[ 15x = 59 \] \[ x = \frac{59}{15} \approx 3,93 \text{ lei} \]
Răspuns: Un kilogram de cartofi a costat \( 3,93 \text{ lei} \) (sau \( 3 \frac{14}{15} \text{ lei} \)).

Învinge
tema
cu mii de rezolvări, lecții și teste: