Перейти к содержанию
Educora
Продвинутый24 мин10 / 14

Problem-Solving and Data Analysis: проценты, статистика и вероятность

Отношения, перевод единиц, последовательные изменения в процентах, среднее и медиана, смысл стандартного отклонения, условная вероятность по таблице сопряжённости, диаграммы рассеяния и погрешность выборки.

Проверь себя
В этом уроке ты узнаешь
  • Правильно считать изменения в процентах и переводить единицы
  • Объяснять, как выброс влияет на среднее и медиану
  • Находить вероятность и условную вероятность по таблице сопряжённости
  • Понимать, какие выводы допускают выборка и эксперимент

Скидки, скорость, опросы, спортивная статистика — Problem-Solving and Data Analysis — это повседневное лицо математики. На эту область приходится около 15 процентов вопросов (5–7), но ловушек здесь много: например, «выросло на 25%, потом упало на 20% — значит, выросло на 5%». В этом уроке разберём их по очереди.

  1. 1
    Прочитай заголовки и единицы

    В таблице или графике сначала смотри на заголовки, оси и единицы: тысячи, проценты, манаты?

  2. 2
    Найди базу

    Для процентов спроси «от чего?», для вероятности — «какая группа в условии?»: это задаёт знаменатель.

  3. 3
    Вычисли

    Записывай проценты множителями (1,25; 0,8) и сокращай единицы как дроби.

  4. 4
    Проверь здравым смыслом

    Реалистичен ли ответ? Вероятность не больше 1, скорость не отрицательна.

Проценты, отношения и единицы

изменение в % = (новое − старое) / старое × 100% последовательно: (1 + r₁)(1 + r₂)изменение в % = (новое − старое) / старое × 100% последовательно: (1 + r₁)(1 + r₂)
где:
  • r₁, r₂изменения в виде десятичных дробей: +25% → 0,25, −20% → −0,20
Пример 1: два изменения подряд и единицы

а) Цену обуви в 80 манатов подняли на 25%, затем новую цену снизили на 20%. Какова итоговая цена?
б) Автомобиль едет со скоростью 72 км/ч. Сколько это метров в секунду?

Показать решение
а) 80 · 1,25 · 0,80 = 80 · 1 = 80 манатов — цена не изменилась! «+25 − 20 = +5%» — ловушка: второй процент считается от новой цены.
б) 72 км/ч = 72 · 1000 м / 3600 с = 20 м/с. Записывай единицы дробью, чтобы лишние сократились: км → м (×1000), часы → секунды (×3600).

Статистика: центр и разброс

  • Среднее (mean) — сумма всех значений, делённая на их количество. Выбросы (outlier) тянут его к себе.
  • Медиана — среднее по положению значение упорядоченных данных; устойчива к выбросам.
  • Стандартное отклонение (standard deviation) показывает, насколько значения разбросаны вокруг среднего. SAT не просит его вычислять, только сравнивать: чем больше разброс, тем оно больше.
  • Если прибавить одно и то же число ко всем значениям, среднее и медиана сдвинутся, а разброс (размах, SD) не изменится.
Пример 2: влияние выброса

Данные: 3, 5, 5, 6, 8, 9, 12. Найди среднее и медиану. Что изменится, если заменить 12 на 40?

Показать решение
Сумма = 48, количество = 7 ⇒ среднее = 48/7 ≈ 6,86. Медиана — 4-е значение: 6.
12 → 40: сумма = 76 ⇒ среднее = 76/7 ≈ 10,86 — выросло на 4.
Медиана по-прежнему 4-е значение: 6 — не изменилась.
Разброс (и стандартное отклонение) увеличился, потому что одно значение сильно удалилось от остальных.

Вероятность и таблицы сопряжённости

КлассЗанимается спортомНе занимаетсяВсего
10-й класс4852100
11-й класс3664100
Всего84116200
Опрос 200 учеников одной школы (учебные данные).
P(A) = n(A) / n(всего) P(A | B) = n(A и B) / n(B)P(A) = n(A) / n(всего) P(A | B) = n(A и B) / n(B)
где:
  • n(…)число исходов (людей) в соответствующей группе
  • P(A | B)вероятность A при условии B — в знаменателе только группа B
Пример 3: слово «given» меняет знаменатель

По таблице найди: а) вероятность того, что случайно выбранный ученик занимается спортом; б) вероятность того, что ученик из 11-го класса, если известно, что он спортсмен; в) вероятность того, что ученик 11-го класса занимается спортом.

Показать решение
а) 84/200 = 0,42.
б) Условие: занимается спортом ⇒ знаменатель 84: 36/84 = 3/7 ≈ 0,43.
в) Условие: 11-й класс ⇒ знаменатель 100: 36/100 = 0,36.
В б) и в) числитель одинаковый (36), а знаменатели разные — именно это и проверяет SAT.
Интерактив
Загрузка симуляции…
Бросай кубик много раз: частота каждой грани приближается к 1/6 ≈ 0,17. Вероятность — это ожидаемая относительная частота при большом числе испытаний.

Диаграммы рассеяния, выборки и погрешность

На диаграмме рассеяния линия наилучшего приближения (line of best fit) даёт прогноз: её угловой коэффициент означает «при увеличении x на 1 y меняется примерно на столько». Результаты опросов даются с погрешностью (margin of error): 62% ± 4% означает, что истинная доля, вероятно, от 58% до 66%. Чем больше выборка, тем обычно меньше погрешность.

Главное

  • Последовательные изменения в процентах перемножаются, а не складываются: (1 + r₁)(1 + r₂).
  • Выброс сдвигает среднее, но почти не влияет на медиану.
  • Стандартное отклонение — мера разброса, а не центра.
  • В условной вероятности знаменатель — только группа из условия.
  • Случайная выборка — обобщение, случайное распределение — причинность.

Проверь себя

Вопросов: 10. Каждый правильный ответ приносит XP.

1 / 10
Цену куртки подняли на 20%, затем новую цену снизили на 20%. Как итоговая цена соотносится с исходной?