9年级上册数学 3.3 用计算器求平均数 逐字稿-4,098字
师:这节课我们来学习 3.3 用计算器求平均数。先看第一个问题,如何求下列各组数据的平均数?这里有 4 组数据,先看第一组:2、4、6、8 这四个数据,怎么求平均数呢?带入公式,$\overline{X_1}=\frac{2 + 4 + 6 + 8}{4}$,很容易得到答案是 5。
接着看第二组数据,仔细观察会发现,这里有两个 6、六个 8,共 10 个数据。同样用刚才的方法代入公式求解,$\overline{X_2}=\frac{2 + 4 + 2×6 + 6×8}{10}$,计算可得$\frac{66}{10}$,也就是 6.6。
再看第三组数据,都是三位数,102、104、106 到 108,也能发现这里有两个 106 以及六个 108 。依旧用同样的方法代入公式计算平均数,$\overline{X_3}=\frac{102 + 104 + 106×2 + 108×6}{10}$。大家可以暂停,拿笔算一算,答案是 106.6 。算完后,很多同学可能觉得计算量有点大,思考一下有没有简便算法呢?回头看这组数据,从 102 到 108 ,会发现数据比较密集,都在 102 到 108 之间。所以可以选择其中一个数值,比如 108 作为中心值,考虑所有数据与 108 的关系。尝试将每个数据减去 108,得到一组新数据: - 6、 - 4、 - 2、 - 2,剩下的都是 0 。计算这组新数据的平均数,$\overline{X_3^{'}}=\frac{- 6 - 4 - 2×2 + 0×6}{10}$,答案是 - 1.4 。
那这个新平均数与原来的平均数有什么关系呢?刚才把 108 当作中心值,也就是当作平均数,得到新数据的平均数是 - 1.4 ,这意味着原有的平均数是 108 与新平均数的偏差,即 108 减去 1.4 ,结果就是 106.6 ,和刚才算的一样。这种方法适用于数据比较密集,均匀分布在某一范围内的情况。选择其中一个数据作为中心值,考虑它与其他数据的差值,得到新数据的平均数,再考虑新平均数与中心值的差距,就能得到原有数据的平均数。
算完第三组数据平均数后,回头看,留意一下二、三组数据之间的关系。发现了吗?很明显,第二组数据实际上是第三组数据的个位数,也就是说第三组数据是在第二组数据的基础上,每个数值都增加了 100 。那么平均数之间的关系也很明显,刚才算过第二组数据平均数是 6.6 ,第三组平均数就是在它基础上加上 100 ,答案是 106.6 。要是发现这个规律,做第三组数据平均数时,就能直接由第二组数据得到。
我们继续来看追问。如果$X_1$,$X_2$,…,$X_n$一共$n$个数据的平均数是$\overline{X}$,求下列每组数据的平均数。先看第一组数据:100 + $X_1$,100 + $X_2$,…,100 + $X_n$ 。看到这组数据,应该能感觉到它是原数据每个数值都增加了 100 ,根据前面计算经验,能知道这组数据的平均数应该是原有数据平均数基础上加上 100 。我们来验证一下这个猜想对不对。
下面带公式计算,$\overline{X}=\frac{X_1 + X_2 + … + X_n}{n}$,新数据的平均数$\overline{X_1^{'}}=\frac{(100 + X_1)+(100 + X_2)+…+(100 + X_n)}{n}$,将分子数据提取整理,会发现就是$\overline{X} + \frac{100×n}{n}$,消去$n$后,答案就是刚才猜想的$\overline{X} + 100$。
接着看第二组数据,会发现这组数据相当于在第一组数据基础上,把 100 换成字母$b$。那也能想象出它们的关系,第二组数据的平均数应该是$\overline{X} + b$。同样用计算方法验证,$\overline{X_2^{'}}=\frac{(b + X_1)+(b + X_2)+…+(b + X_n)}{n}$,通过简单化简,得到$\overline{X_2^{'}}$的平均数就是$\overline{X} + b$,验证了刚才的想法。
再看第三组数据,这组数据实际上是在原数据基础上乘以了 10 ,也就是新数据是原有数据的 10 倍。相信大家心里已经有猜想答案了,来验证一下。同样带入公式,$\overline{X_3^{'}}=\frac{10X_1 + 10X_2 + … + 10X_n}{n}$,提取 10 后,后面形式就是$\overline{X}$,所以答案就是 10 倍的$\overline{X}$。
继续看这一组数据,会发现是把第三组数据的 10 换成一个不为 0 的常数$k$。那这组数据的平均数是原有平均数的几倍,大家可以猜一猜。下面带公式验证,$\overline{X_4^{'}}=\frac{KX_1 + KX_2 + … + KX_n}{n}$,提取分子中的$k$化简得到$K\overline{X}$,这样四个问题就都解决了。