Bài 23 — Bảng tần số tương đối và biểu đồ tần số tương đối
Tính tần số tương đối · Kiểm tra tính hợp lí · Biểu đồ quạt tròn · So sánh hai mẫu
Tần số tương đối
- Tần số tương đối của giá trị $x$: $f=\dfrac mN\cdot100\%$ ($m$ là tần số của $x$, $N$ là cỡ mẫu).
- Tổng tần số tương đối của tất cả các giá trị luôn bằng $100\%$ — dùng để kiểm tra tính hợp lí của bảng.
- Biết một cặp $(m;f)$ thì suy được cỡ mẫu: $N=m:\dfrac{f}{100\%}$.
Biểu đồ tần số tương đối
- Thường dùng dạng cột (chiều cao là tần số tương đối) hoặc hình quạt tròn.
- Quạt tròn: tần số tương đối $a\%$ ứng với cung có số đo $a\%\cdot360^\circ=3{,}6a$ độ.
So sánh hai mẫu dữ liệu
- Hai mẫu có cỡ mẫu khác nhau thì phải so sánh tần số tương đối (tỉ lệ), không so sánh tần số (số lượng).
- Biểu đồ phù hợp để so sánh: cột kép (theo tần số tương đối) hoặc hai biểu đồ quạt tròn.
1 Dạng 1 — Lập bảng tần số tương đối
Số lỗi chính tả của $40$ học sinh: 2, 5, 2, 2, 1, 3, 4, 0, 5, 2, 5, 1, 2, 1, 3, 5, 1, 0, 4, 1, 4, 2, 1, 4, 3, 3, 2, 0, 4, 5, 4, 5, 1, 4, 1, 1, 0, 3, 1, 4.
a) Mẫu số liệu gồm những giá trị khác nhau nào? b) Lập bảng tần số và bảng tần số tương đối. c) Cô giáo muốn chọn $35\%$ số học sinh mắc nhiều lỗi nhất — cần chọn các học sinh mắc bao nhiêu lỗi?
🔑 Lời giải
Dùng Lý thuyết 1: đếm tần số rồi chia cho $N=40$.- a) Các giá trị khác nhau: $0;1;2;3;4;5$.
- b) Bảng tần số — tần số tương đối ($N=40$):
(Kiểm tra: tổng tần số $=40$ ✓; tổng tần số tương đối $=100\%$ ✓.)Số lỗi 0 1 2 3 4 5 Tần số 4 10 7 5 8 6 Tần số tương đối 10% 25% 17,5% 12,5% 20% 15% - c) $35\%$ của $40$ học sinh là $14$ bạn. Đếm từ nhóm lỗi nhiều nhất xuống: $5$ lỗi có $6$ bạn, thêm $4$ lỗi có $8$ bạn — vừa đủ $6+8=14$ bạn ($15\%+20\%=35\%$). Vậy cô cần chọn các học sinh mắc $4$ lỗi hoặc $5$ lỗi.
2 Dạng 2 — Kiểm tra tính hợp lí của bảng tần số tương đối
a) Bảng tần số tương đối các mặt xúc xắc: $15\%;18\%;12\%;21\%;16\%;13\%$ — có hợp lí không?
b) Bảng: tần số $4;9;7;5$ — tần số tương đối $16\%;46\%;28\%;20\%$. Tìm số liệu sai và sửa lại.
🔑 Lời giải
Dùng Lý thuyết 1: tổng các tần số tương đối phải bằng $100\%$; các cột phải cùng tỉ lệ.- a) Tổng $=15+18+12+21+16+13=95\%\ne100\%$ ⟹ bảng số liệu không hợp lí.
- b) Từ cột đầu: $4$ ứng với $16\%$ ⟹ cỡ mẫu $N=4:0{,}16=25$. Khi đó tần số tương đối đúng phải là: $\dfrac{4}{25}=16\%$ ✓, $\dfrac{9}{25}=36\%$, $\dfrac{7}{25}=28\%$ ✓, $\dfrac{5}{25}=20\%$ ✓. Vậy số liệu sai là $46\%$, sửa thành $36\%$. (Kiểm tra: $16+36+28+20=100\%$ ✓.)
3 Dạng 3 — Vẽ và đọc biểu đồ tần số tương đối
a) Số sách đã đọc: giá trị $0;1;2;3;4$ — số học sinh $2;8;16;4;2$. Lập bảng tần số tương đối và vẽ biểu đồ quạt tròn.
b) Biểu đồ quạt tròn ngôn ngữ lập trình của $200$ phần mềm: Python $34\%$, JavaScript $29\%$, Java $18\%$, C++ $12\%$, khác $7\%$. Ngôn ngữ nào phổ biến nhất? Lập bảng tần số.
🔑 Lời giải
Dùng Lý thuyết 2: $a\%$ ↔ cung $3{,}6a$ độ; muốn ra số lượng thì nhân tỉ lệ với cỡ mẫu.- a) $N=2+8+16+4+2=32$. Bảng tần số tương đối:
Số sách 0 1 2 3 4 Tần số tương đối 6,25% 25% 50% 12,5% 6,25% Số đo cung 22,5° 90° 180° 45° 22,5°
- b) Quạt lớn nhất là $34\%$ ⟹ Python phổ biến nhất. Nhân từng tỉ lệ với $200$:
(Kiểm tra: $68+58+36+24+14=200$ ✓.)Ngôn ngữ Python JavaScript Java C++ Khác Tần số 68 58 36 24 14
4 Dạng 4 — So sánh hai mẫu dữ liệu bằng tần số tương đối
a) Trại hè: số đại biểu dùng $1;2;3;4;\ge5$ ngoại ngữ là $84;64;24;16;12$. Lập bảng tần số tương đối. Năm trước có $54/220$ đại biểu dùng $\ge3$ ngoại ngữ; ý kiến "tỉ lệ dùng $\ge3$ ngoại ngữ có tăng" đúng hay sai?
b) Khảo sát mức độ hài lòng: đầu năm (Không/Hài lòng/Rất) $=24;60;16$; cuối năm $=18;84;48$. Chọn biểu đồ so sánh; nhận định "cải tiến không hiệu quả vì tỉ lệ ⟨hài lòng⟩ giảm" có chính xác không?
🔑 Lời giải
Dùng Lý thuyết 3: quy cả hai mẫu về tần số tương đối rồi mới so sánh.- a) $N=84+64+24+16+12=200$. Bảng tần số tương đối:
Tỉ lệ dùng $\ge3$ ngoại ngữ năm nay: $12+8+6=26\%$; năm trước: $\dfrac{54}{220}\approx24{,}5\%$. Vì $26\%>24{,}5\%$ nên ý kiến đúng — tỉ lệ có tăng.Số ngoại ngữ 1 2 3 4 ≥5 Tần số tương đối 42% 32% 12% 8% 6% - b) Nên vẽ biểu đồ cột kép theo tần số tương đối (hai đợt có cỡ mẫu khác nhau: $N_1=100$, $N_2=150$):
Tỉ lệ "hài lòng" giảm nhẹ ($60\%\to56\%$) nhưng "không hài lòng" giảm một nửa ($24\%\to12\%$) và "rất hài lòng" tăng gấp đôi ($16\%\to32\%$): một phần khách "hài lòng" đã chuyển lên mức "rất hài lòng". Vậy nhận định đó không chính xác — các cải tiến có hiệu quả.Mức độ Không hài lòng Hài lòng Rất hài lòng Đầu năm 24% 60% 16% Cuối năm 12% 56% 32%
⚠️ Chú ý ghi nhớ
- Tổng tần số tương đối $=100\%$ — phép thử nhanh cho mọi bảng.
- Quạt tròn: nhân tần số tương đối với $3{,}6$ để có số đo cung (độ).
- So sánh giữa các mẫu khác cỡ: luôn dùng tỉ lệ; kết luận phải dựa trên toàn bộ cơ cấu, không dựa vào một giá trị đơn lẻ.