数学 第8章
資料の活用
問題編
度数分布・代表値(中1範囲)
学力向上テクニック — 問題の使い方
- わからない問題には ×、あやしい問題には △ の印をつけ、あとで答えを見ずに解き直す。
- ⑤:計算・基本性質をタイマーなしで正確に
- ⑥:例題と同じ手順を自分の言葉で再現
- ⑦:条件整理・複合・記述。保留には印をつけて後で戻る
- ⑦は定期テスト後半〜実力テスト形式。途中の考え方も答案に残す。
- 相対度数の合計がおよそ1になるか確認する。
- 中央値はデータの個数の奇数/偶数を先に確認する。
① 導入
この章では、集めたデータ(資料)を表やグラフに整理し、平均値・中央値・最頻値といった 「代表値」を使って特徴をつかむ方法を学びます。
アンケート結果やテストの点数など、身近なデータを整理する力は、理科の実験結果の読み取りにもつながります。
平均=合計÷個数 は小学校の公式です。表の見出しと単位を先に読むこと。最頻値・中央値は「どの代表値か」を取り違えないようにします。
② 基本概念
度数分布表とヒストグラム
データをいくつかの区間(階級)に分け、各階級に入るデータの個数(度数)をまとめた表を度数分布表といいます。これを柱状のグラフで表したものがヒストグラムです。
階級のちょうど真ん中の値を階級値といい、階級の幅がすべて同じであることが基本です。
相対度数・累積度数
累積度数 = その階級までの度数を合計したもの
相対度数の合計は、必ず1(100%)になります。
代表値
- 平均値:データの合計 ÷ データの個数
- 中央値(メジアン):データを大きさの順に並べたときの中央の値。データの個数が偶数のときは、中央の2つの値の平均。
- 最頻値(モード):データの中で最も多く出てくる値(度数分布表では度数が最も多い階級の階級値)。
データに極端に大きい・小さい値(外れ値)があると、平均値は影響を受けやすいですが、中央値は影響を受けにくいという特徴があります。
範囲(レンジ)
③ 図解
読書時間の度数分布(4, 9, 12, 7, 3)を棒の高さで読む。
平均値は合計÷個数、中央値は大きさ順のまん中の値。
基準となる読書時間の度数分布表
| 階級(時間) | 階級値 | 度数(人) |
|---|---|---|
| 0以上〜5未満 | 2.5 | 4 |
| 5〜10 | 7.5 | 9 |
| 10〜15 | 12.5 | 12 |
| 15〜20 | 17.5 | 7 |
| 20〜25 | 22.5 | 3 |
中学1年生35人の1か月の読書時間を調べた結果(合計35人)。以降の問題で使用します。
④ 例題
次のデータの平均値を求めなさい。
3, 5, 5, 8, 9
上のデータの中央値を求めなさい。
上のデータの最頻値を求めなさい。
上のデータの範囲(レンジ)を求めなさい。
度数の合計が40人で、あるクラスの度数が8人であるとき、その階級の相対度数を求めなさい。
⑤ 基本問題
まず小学校の復習を4問。平均と割合の基本です。
【小学校の復習】3, 7, 8 の平均を求めよ。
【小学校の復習】5人のテストの点数の合計が350点のとき、平均点は何点か。
【小学校の復習】20人中8人が賛成した。賛成した人の割合は何%か。
【小学校の復習】4, 6, 10, 12 の平均を求めよ。
ここから③の読書時間の度数分布表を使って答えなさい。
階級「10〜15」の階級値を求めよ。
度数の合計が35人で、階級20〜25の度数が3人、他の階級の度数が4, 9, 12, 7人のとき、5階級すべての度数の合計は35人と一致するか選べ。
度数が最も多い階級を答えよ。
階級「5〜10」の相対度数を、小数第2位まで求めよ。
次のデータの平均値を求めよ。
4, 6, 6, 7, 10, 15
上のデータの中央値を求めよ。
上のデータの最頻値を求めよ。
上のデータの範囲を求めよ。
次のデータの平均値を求めよ。
2, 5, 5, 8, 10
階級「15〜20」の相対度数を、小数第2位まで求めよ。(③の度数分布表を使う)
⑥ 標準問題
③の読書時間の度数分布表を使って答えなさい。
階級「15〜20」までの累積度数を求めよ。
階級値を用いて、読書時間の平均値の近似値を、小数第1位まで求めよ。
答え(時間):
次のデータについて、平均値・中央値・最頻値をそれぞれ求めよ。
2, 3, 3, 3, 5, 20
平均値:
中央値:
最頻値:
読書時間の度数分布表の階級の幅(階級の大きさ)を答えよ。
相対度数の合計は、必ずいくつになるか答えよ。
階級「10〜15」までの累積度数を求めよ。(③の度数分布表を使う)
次のデータについて、平均値・中央値・最頻値をそれぞれ求めよ。
1, 4, 4, 7, 9, 11
平均値:
中央値:
最頻値:
階級「20〜25」の相対度数を、小数第2位まで求めよ。(③の度数分布表を使う)
次のデータの範囲を求めよ。また、データの個数が偶数のとき中央値はどう求めるか、一言で説明せよ。
3, 5, 8, 12, 15, 20
範囲:
度数の合計が50人で、ある階級の度数が15人のとき、その階級の相対度数を小数第2位まで求めよ。
⑦ 応用・実力テスト形式
⑤はドリル、⑥は例題1〜2段、⑦は定期テスト後半の複合・記述。外部サイトは物差しのみ(転載しない)。 度数分布表の問題は、まず度数の合計が問題文の人数と一致するか確認する。平均値の近似は 「階級値×度数」の合計を人数で割る。2つの集団を比較するときは、平均値・中央値の階級・相対度数のうち 少なくとも2つを根拠にして書くと説得力が上がる。
A組35人の読書時間の代表値は、平均値11.9時間、中央値の階級は10〜15である。 B組40人の読書時間は、平均値10.2時間、中央値は9時間であった。どちらの組の方が読書時間が長い傾向にあると考えられるか、 代表値を根拠にして説明せよ。
あるクラス5人の欠席日数を、5日を基準として、それぞれ +3, −2, +4, −3, +3(日)と記録した。 5人の欠席日数の平均を求めよ。
答え(日):
あるお菓子の袋を50個調べたところ、不良品が3個あった。次の(1)〜(3)に答えよ。
(1) この割合(相対度数)を求めよ。
(2) 同じ割合で不良品が発生すると考えると、400個の中には何個の不良品が含まれると考えられるか。
(3) (2)で同じ割合を使って見積もれる理由を、相対度数の意味を使って説明せよ。
読書時間の度数分布表(35人)で、中央値はどの階級に含まれるか、累積度数を使って説明し、その階級を答えよ。
答え:
下の度数分布表は、1年A組31人が受けた小テスト(50点満点)の得点をまとめたものである。 次の問いに答えよ。
| 階級(点) | 階級値 | 度数(人) |
|---|---|---|
| 0以上〜10未満 | 5 | 2 |
| 10〜20 | 15 | 5 |
| 20〜30 | 25 | 9 |
| 30〜40 | 35 | 9 |
| 40〜50 | 45 | 6 |
合計31人。以降の問題(19番)でも使用します。
(1) 階級値を用いた平均値の近似値(小数第1位まで):
(2) 中央値が含まれる階級:
(3) 階級「30〜40」の相対度数(小数第2位まで):
同じ小テストをB組30人も受けた。B組の代表値は、平均値31.5点、中央値の階級は30〜40、 階級「40〜50」の相対度数は0.30であった。18番のA組の結果(平均値28.9点、中央値の階級20〜30、 階級「40〜50」の相対度数は6÷31)と比較して、どちらの組の方が得点が高い傾向にあると考えられるか。 代表値と相対度数のうち、少なくとも2つを根拠にして説明せよ。
⑧ 確認テスト
制限時間:25分 / 満点:100点(各20点×5問)
次のデータの平均値を求めよ。
5, 8, 8, 10, 14
上のデータの中央値を求めよ。
上のデータの最頻値を求めよ。
度数分布表で、階級「30〜40」の相対度数が0.25、全体の人数が60人のとき、この階級の度数を求めよ。
あるクラス8人の小テストの点数を、10点を基準として、それぞれ +3, −2, +4, 0, −1, +2, −3, +1(点)と記録した。 8人の点数の平均を求めよ。
答え(点):
⑨ 完全解説
問題編の解答・解説は解説編を参照してください。
代表値の問題は、平均値だけでなく中央値・最頻値も含めて答える練習をしておくと、記述問題にも対応しやすくなります。