Hãy tìm độ lệch chuẩn, khoảng biến thiên và khoảng tứ phân vị của các mẫu số liệu sau:

a) Cỡ mẫu n = 10 + 20 + 30 + 20 + 10 = 90.

Số trung bình: $\overline{x}=\frac{10.(-2)+20.(-1)+30.0+20.1+10.2}{90}=0$

Phương sai mẫu số liệu là:

S² = $\frac{1}{90}$[10 . (– 2)² + 20 . (– 1)² + 30 . 0² + 20 . 1² + 10 . 2²] – 0² = $\frac{4}{3}$.

Độ lệch chuẩn mẫu số liệu là:

S = $\sqrt{S^2}=\sqrt{\frac{4}{3}}=\frac{2\sqrt{3}}{3}$.

Sắp xếp các số liệu của mẫu theo thứ tự không giảm, ta được:

– 2; – 2; – 2; – 2 ; – 2; – 2; – 2; – 2; – 2; – 2; – 1; – 1; – 1; – 1; – 1; – 1; – 1; – 1; – 1; – 1; – 1; – 1; – 1; – 1; – 1; – 1; – 1; – 1; – 1; – 1; 0; 0; 0; 0; 0; 0; 0; 0; 0; 0; 0; 0; 0; 0; 0; 0; 0; 0; 0; 0; 0; 0; 0; 0; 0; 0; 0; 0; 0; 0; 1; 1; 1; 1; 1; 1; 1; 1; 1; 1; 1; 1; 1; 1; 1; 1; 1; 1; 1; 1; 2; 2; 2; 2; 2; 2; 2; 2; 2; 2.

Khoảng biến thiên của mẫu số liệu là: R = 2 – (– 2) = 4.

Vì cỡ mẫu là 90 là số chẵn nên tứ phân vị thứ hai là Q₂ = 0.

Tứ phân vị thứ nhất là trung vị của mẫu: – 2; – 2; – 2; – 2 ; – 2; – 2; – 2; – 2; – 2; – 2; – 1; – 1; – 1; – 1; – 1; – 1; – 1; – 1; – 1; – 1; – 1; – 1; – 1; – 1; – 1; – 1; – 1; – 1; – 1; – 1; 0; 0; 0; 0; 0; 0; 0; 0; 0; 0; 0; 0; 0; 0; 0. Do đó Q₁ = – 1.

Tứ phân vị thứ ba là trung vị của mẫu: 0; 0; 0; 0; 0; 0; 0; 0; 0; 0; 0; 0; 0; 0; 0; 1; 1; 1; 1; 1; 1; 1; 1; 1; 1; 1; 1; 1; 1; 1; 1; 1; 1; 1; 1; 2; 2; 2; 2; 2; 2; 2; 2; 2; 2. Do đó Q₃ = 1.

Khoảng tứ phân vị là ∆_Q = 1 – (– 1) = 2.

b) Số trung bình: $\overline{x}$ = 0,1 . 0 + 0,2 . 1 + 0,4 . 2 + 0,2 . 3 + 0,1 . 4 = 2.

Phương sai mẫu số liệu là:

S² = (0,1 . 0² + 0,2 . 1² + 0,4 . 2² + 0,2 . 3² + 0,1 . 4²) – 2² = 1,2.

Độ lệch chuẩn mẫu số liệu là:

S = $\sqrt{S^2}=\sqrt{1,2}=\frac{\sqrt{30}}{5}$.

Giả sử cỡ mẫu là 10. Khi đó:

Tần số của giá trị 0 là 0,1 . 10 = 1.

Tần số của giá trị 1 là 0,2 . 10 = 2.

Tần số của giá trị 2 là 0,4 . 10 = 4.

Tần số của giá trị 3 là 0,2 . 10 = 2.

Tần số của giá trị 4 là 0,1 . 1 = 1.

Sắp xếp các số liệu của mẫu theo thứ tự không giảm, ta được:

0; 1; 1; 2; 2; 2; 2; 3; 3; 4.

Khoảng biến thiên của mẫu số liệu là R = 4 – 0 = 4.

Vì cỡ mẫu là số chẵn nên tứ phân vị thứ hai là Q₂ = 2.

Tứ phân vị thứ nhất là trung vị của mẫu: 0; 1; 1; 2; 2. Do đó Q₁ = 1.

Tứ phân vị thứ ba là trung vị của mẫu: 2; 2; 3; 3; 4. Do đó Q₃ = 3.

Khoảng tứ phân vị là: ∆_Q = 3 – 1 = 2.