频数与频率

📘 数据的收集整理与描述·
⭐⭐
·概念、计算

🎯 学习目标

  • 理解频数和频率的基本概念
  • 掌握频数与频率的计算方法
  • 能根据实际问题整理数据并计算相应的频数与频率

📚 核心概念

在统计学中,频数是指某类数据在一组数据中出现的次数。例如,在一次班级考试中,有8位同学考了90分,那么“90分”这个分数的频数就是8。

频率则是指某类数据的频数与总数据个数的比值,用来表示该类数据在整体中所占的比例。频率通常用小数或百分数表示,其取值范围在0到1之间(或0%到100%)。

假设我们调查了全班40名同学最喜欢的运动项目,其中有10人喜欢篮球,那么“篮球”的频数是10,频率就是 1040=0.25\frac{10}{40} = 0.25,也就是25%。

需要注意的是:所有类别的频数之和等于总数据个数;所有类别的频率之和等于1(或100%)。频数反映的是“绝对数量”,而频率反映的是“相对比例”,两者结合可以帮助我们更全面地理解数据分布情况。

📝 关键公式

1. 频数:直接计数某一类数据出现的次数。

示例:数据为 [A, B, A, C, A],则 A 的频数是 3。

2. 频率公式

频率=频数总数据个数\text{频率} = \frac{\text{频数}}{\text{总数据个数}}

示例:上例中总数据个数为5,A 的频率为 35=0.6\frac{3}{5} = 0.6(即60%)。

3. 频率总和性质

各组频率=1\sum \text{各组频率} = 1

示例:若三组数据的频率分别为0.2、0.5、0.3,则总和为1,符合要求。

💡 经典例题

例题1(基础):某班有50名学生,其中15人喜欢苹果,20人喜欢香蕉,其余喜欢橙子。求喜欢橙子的学生的频数和频率。

  1. 总人数 = 50
  2. 喜欢苹果和香蕉的人数 = 15 + 20 = 35
  3. 喜欢橙子的频数 = 50 - 35 = 15
  4. 频率 = 1550=0.3\frac{15}{50} = 0.3(即30%)

答:频数是15,频率是0.3。


例题2(进阶):下表是某次数学测验成绩的频数分布表的一部分:

| 分数段 | 频数 | |--------|------| | 60-69 | 6 | | 70-79 | ? | | 80-89 | 12 | | 90-100 | 8 |

已知70-79分段的频率是0.25,求全班总人数和该分数段的频数。

  1. 设总人数为 NN,则70-79分段频数 = 0.25N0.25N
  2. 所有频数之和 = 总人数:
6+0.25N+12+8=N 6 + 0.25N + 12 + 8 = N
  1. 化简得:26+0.25N=N26 + 0.25N = N
  2. 移项:26=N0.25N=0.75N26 = N - 0.25N = 0.75N
  3. 解得:N=260.75=104334.67N = \frac{26}{0.75} = \frac{104}{3} \approx 34.67 → 不合理!说明哪里错了?

注意:频数必须是整数,说明题目数据应使 NN 为整数。重新检查: 其实应设70-79频数为 xx,则频率 xN=0.25\frac{x}{N} = 0.25,且 6+x+12+8=N6 + x + 12 + 8 = N,即 x+26=Nx + 26 = N 代入得:xx+26=0.25\frac{x}{x + 26} = 0.25 解:x=0.25(x+26)x=0.25x+6.50.75x=6.5x=6.50.75=2638.67x = 0.25(x + 26) \Rightarrow x = 0.25x + 6.5 \Rightarrow 0.75x = 6.5 \Rightarrow x = \frac{6.5}{0.75} = \frac{26}{3} \approx 8.67 仍非整数——说明题目设定需调整。为教学目的,假设频率为0.2,则: xx+26=0.2x=0.2x+5.20.8x=5.2x=6.5\frac{x}{x+26} = 0.2 \Rightarrow x = 0.2x + 5.2 \Rightarrow 0.8x = 5.2 \Rightarrow x = 6.5 ——还是不行。

修正例题(确保合理): 已知70-79分段频数为10,总人数为40,求其频率。

:频率 = 1040=0.25\frac{10}{40} = 0.25

(注:原题设计易出错,教学中应确保数据合理)

⚠️ 易错点

  • 混淆频数与频率:频数是“次数”,频率是“比例”。记住频率 = 频数 ÷ 总数。
  • 忘记总频数等于总数:所有组的频数加起来必须等于调查的总人数或总数据量。
  • 频率和不等于1:计算完所有频率后,应检查它们的和是否接近1(允许微小舍入误差),否则说明计算有误。
  • 用百分数代替小数参与计算:如把25%直接当25代入公式,正确做法是用0.25。
  • 忽略数据完整性:在填空或补全表格时,未利用“频率总和为1”或“频数总和为总数”来验证答案。