中位数、四分位、众数、中程数、平均数、范围值计算

输入一组数据,快速计算它们的中位数、四分位、众数、中程数、平均数、范围值。

中位数、四分位、众数、中程数、平均数、范围值计算

中位数

四分位

众数

中程数

平均数

范围值

假设给定一组数据 \( D = \{d_1, d_2, d_3, ..., d_n\} \),我们可以通过以下步骤计算数据的各项统计值。

中位数(Median)

中位数是将一组数据按从小到大的顺序排列后,处于中间位置的数。如果数据的个数是奇数,中位数是中间的数;如果数据的个数是偶数,中位数是中间两个数的平均值。

计算公式

  • 若数据个数为奇数,中位数为第 \(\frac{n+1}{2}\) 个数。
  • 若数据个数为偶数,中位数为第 \(\frac{n}{2}\) 和第 \(\frac{n}{2} + 1\) 个数的平均值。

四分位数(Quartiles)

四分位数将数据集分为四个相等的部分:

  • 第一四分位数(\(Q1\)):数据集下四分之一的位置,即数据集的中位数的下半部分的中位数。
  • 第二四分位数(\(Q2\)):即中位数。
  • 第三四分位数(\(Q3\)):数据集上四分之一的位置,即数据集的中位数的上半部分的中位数。

众数(Mode)

众数是数据中出现次数最多的数。如果存在多个出现次数相同的数,这组数据有多个众数;如果没有数出现超过一次,则没有众数。

中程数(Midrange)

中程数是数据集中的最大值最小值的平均值。公式为: \( \text{Midrange} = \frac{\text{最大值} + \text{最小值}}{2} \)

平均数(Mean)

平均数是所有数据的总和除以数据个数。公式为: \( \text{Mean} = \frac{\sum_{i=1}^{n} d_i}{n} \)

范围值(Range)

范围值是数据集中最大值最小值的差值。公式为: \( \text{Range} = \text{最大值} - \text{最小值} \)

示例

例子 1:给定数据集 \( D = \{1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15\} \),求它们的中位数、四分位数、众数、中程数、平均数、范围值。

解答:

1. 中位数:

数据个数是 8(偶数),中位数是第 4 个和第 5 个数的平均值:\( \text{Median} = \frac{7 + 9}{2} = 8 \)

2. 四分位数:

第一四分位数 \( Q1 \):中位数的下半部分是 \( \{1, 3, 5, 7\} \),其中位数为 4。

第二四分位数:所有数据的中位数,即 8。

第三四分位数 \( Q3 \):中位数的上半部分是 \( \{9, 11, 13, 15\} \),其中位数为 12。

3. 众数:

该数据集没有重复值,因此没有众数。

4. 中程数:

\( \text{Midrange} = \frac{15 + 1}{2} = 8 \)

5. 平均数:

\( \text{Mean} = \frac{1 + 3 + 5 + 7 + 9 + 11 + 13 + 15}{8} = \frac{64}{8} = 8 \)

6. 范围值:

\( \text{Range} = 15 - 1 = 14 \)

例子 2:给定数据集 \( D = \{2, 4, 4, 6, 8, 8, 10\} \),求它们的中位数、四分位数、众数、中程数、平均数、范围值。

解答:

1. 中位数:

数据个数是 7(奇数),中位数是第 4 个数:\( \text{Median} = 6 \)

2. 四分位数:

第一四分位数 \( Q1 \):中位数的下半部分是 \( \{2, 4, 4\} \),其中位数为 4。

第二四分位数:所有数据的中位数,即 6。

第三四分位数 \( Q3 \):中位数的上半部分是 \( \{8, 8, 10\} \),其中位数为 8。

3. 众数:

出现次数最多的是 4 和 8,因此众数是 4 和 8。

4. 中程数:

\( \text{Midrange} = \frac{10 + 2}{2} = 6 \)

5. 平均数:

\( \text{Mean} = \frac{2 + 4 + 4 + 6 + 8 + 8 + 10}{7} = \frac{42}{7} = 6 \)

6. 范围值:

\( \text{Range} = 10 - 2 = 8 \)