ม.ต้น · 30 นาที

แผนภาพจุดและแผนภาพกล่อง

อ่านและสร้างแผนภาพจุดเพื่อหาค่าเฉลี่ย มัธยฐาน และฐานนิยม ทำความรู้จักข้อมูลห้าจำนวน หาควอร์ไทล์ด้วยสูตรตำแหน่ง k4 (N + 1) วาดแผนภาพกล่อง และเปรียบเทียบข้อมูลสองชุด พร้อมห้องทดลองที่วางจุด ลากควอร์ไทล์ ตรวจคำตอบ และดูการเชื่อมโยงของสองแผนภาพ

ปกด้านในบทแผนภาพกล่อง ชื่อบทเหนือแผนภาพกล่องที่ระบุค่าต่ำสุด Q₁ มัธยฐาน Q₃ ค่าสูงสุด และ IQR มีครูผู้หญิงยืนอยู่มุมขวา

แผนภาพจุดคืออะไร

แผนภาพจุด (dot plot) แสดงข้อมูลแต่ละตัวเป็นจุดหนึ่งจุดเหนือเส้นจำนวน ค่าที่เท่ากันให้วางจุดซ้อนขึ้นไปเป็นกอง ยิ่งกองสูงยิ่งแสดงว่าค่านั้นปรากฏบ่อย จึงเห็นการกระจายของข้อมูลได้ทันที เช่น ข้อมูลกระจุกอยู่ตรงไหน มีค่าที่ห่างจากกลุ่มหรือไม่ และจำนวนจุดทั้งหมดต้องเท่ากับจำนวนข้อมูล N เสมอ

ตัวอย่าง

คะแนนเก็บของนักเรียน 9 คนคือ 2, 3, 3, 4, 5, 5, 6, 8, 9 วางจุดที่ 2 หนึ่งจุด ที่ 3 สองจุด ที่ 4 หนึ่งจุด ที่ 5 สองจุด ที่ 6 หนึ่งจุด ที่ 8 หนึ่งจุด และที่ 9 หนึ่งจุด รวม 9 จุดพอดี

แผนภาพจุดที่มีข้อมูล 2, 3, 3, 4, 5, 5, 6, 8, 9 พร้อมตารางความถี่ N = 9
จุดแต่ละจุดแทนข้อมูลหนึ่งตัว ค่าที่ซ้ำกันวางซ้อนขึ้นไป รวมทั้งหมด N = 9 จุด

ค่าเฉลี่ย มัธยฐาน และฐานนิยมจากแผนภาพจุด

ค่าเฉลี่ยคือผลรวมของข้อมูลทั้งหมดหารด้วยจำนวนข้อมูล ค่าเฉลี่ย = X₁ + X₂ + … + XₙN มัธยฐานคือค่ากลางเมื่อเรียงข้อมูลจากน้อยไปมาก อยู่ที่ตำแหน่ง 12 (N + 1) ถ้าตำแหน่งเป็นทศนิยม .5 ให้เฉลี่ยข้อมูลสองตัวที่อยู่ติดกัน ฐานนิยมคือค่าที่ปรากฏมากที่สุด อ่านได้จากกองจุดที่สูงที่สุด อาจมีหลายค่า หรือไม่มีเลยถ้าทุกค่าปรากฏเท่ากัน

ตัวอย่าง

จากข้อมูล 2, 3, 3, 4, 5, 5, 6, 8, 9 ผลรวมคือ 45 ได้ค่าเฉลี่ย = 459 = 5 ตำแหน่งมัธยฐาน = 9 + 12 = 5 ข้อมูลตัวที่ 5 คือ 5 จึงเป็นมัธยฐาน กองจุดสูงสุดสองกองอยู่ที่ 3 และ 5 (ซ้ำ 2 ครั้ง) จึงมีฐานนิยมสองค่า คือ 3 และ 5

ข้อมูลเรียงแล้ว 2, 3, 3, 4, 5, 5, 6, 8, 9 พร้อมการหาค่าเฉลี่ย 5 มัธยฐาน 5 และฐานนิยม 3 กับ 5
ผลรวม 45 หาร 9 ได้ค่าเฉลี่ย 5 ตำแหน่งมัธยฐานที่ 5 คือ 5 และฐานนิยมคือ 3 กับ 5

ข้อมูลห้าจำนวนและแผนภาพกล่อง

แผนภาพกล่อง (box plot) สรุปข้อมูลด้วยตัวเลข 5 ค่า เรียกว่าข้อมูลห้าจำนวน ได้แก่ ค่าต่ำสุด ควอร์ไทล์ที่ 1 (Q₁) มัธยฐาน (Q₂) ควอร์ไทล์ที่ 3 (Q₃) และค่าสูงสุด วาดกล่องจาก Q₁ ถึง Q₃ ขีดมัธยฐานไว้ในกล่อง แล้วลากเส้นจากกล่องไปถึงค่าต่ำสุดและค่าสูงสุด ข้อมูลประมาณ 14 อยู่ในแต่ละช่วงระหว่างจุดทั้งห้า จึงเห็นการกระจายและความเบ้ของข้อมูลได้โดยไม่ต้องดูข้อมูลทีละตัว

ตัวอย่าง

ข้อมูลที่ช่วงระหว่างค่าต่ำสุดถึง Q₁ ยาวกว่าช่วงระหว่าง Q₃ ถึงค่าสูงสุดมาก แสดงว่าข้อมูลฝั่งค่าน้อยกระจายห่างกว่า ส่วนความยาวของกล่อง (Q₃ − Q₁) คือพิสัยระหว่างควอร์ไทล์ บอกการกระจายของข้อมูลครึ่งกลาง

ลำดับข้อมูลห้าจำนวนจากค่าต่ำสุดถึงค่าสูงสุด พร้อมส่วนประกอบของแผนภาพกล่อง พิสัย และ IQR
ข้อมูลห้าจำนวนคือค่าต่ำสุด Q₁ Q₂ Q₃ และค่าสูงสุด กล่องครอบคลุมข้อมูลตรงกลางประมาณ 50%

หาควอร์ไทล์ด้วยสูตรตำแหน่ง

เรียงข้อมูลจากน้อยไปมากก่อนเสมอ แล้วหาตำแหน่งของควอร์ไทล์ที่ k จากสูตร ตำแหน่งของ Qₖ = k4 (N + 1) เมื่อ k = 1, 2, 3 และ N คือจำนวนข้อมูล ถ้าตำแหน่งเป็นจำนวนเต็ม ค่าควอร์ไทล์คือข้อมูลตัวที่ตำแหน่งนั้น ถ้าตำแหน่งลงท้ายด้วย .5 ให้หาค่าเฉลี่ยของข้อมูลสองตัวที่อยู่ติดกัน ในห้องทดลองนี้สุ่มข้อมูลจำนวนคี่ จึงได้ตำแหน่งเป็นจำนวนเต็มหรือ .5 พอดี

ตัวอย่าง

ข้อมูล 1, 3, 4, 6, 7, 8, 10, 12, 15 (N = 9) ตำแหน่ง Q₁ = 14 (9 + 1) = 2.5 ได้ Q₁ = 3 + 42 = 3.5 ตำแหน่ง Q₂ = 24 (9 + 1) = 5 ได้ Q₂ = 7 ตำแหน่ง Q₃ = 34 (9 + 1) = 7.5 ได้ Q₃ = 10 + 122 = 11 ค่าต่ำสุด 1 ค่าสูงสุด 15

ขั้นตอนหาควอร์ไทล์ด้วยสูตรตำแหน่ง k/4 (N + 1) จากข้อมูล N = 9 ได้ Q₁ = 3.5 Q₂ = 7 Q₃ = 11
ได้ข้อมูลห้าจำนวน 1, 3.5, 7, 11, 15 จากตำแหน่ง 2.5, 5 และ 7.5

วาดแผนภาพกล่อง

วาดเส้นจำนวนให้ครอบคลุมตั้งแต่ค่าต่ำสุดถึงค่าสูงสุด ทำเครื่องหมายค่า 5 ค่าบนเส้น วาดกล่องตั้งแต่ Q₁ ถึง Q₃ ขีดเส้นตรงตัดกล่องที่ตำแหน่งมัธยฐาน และลากเส้นจากขอบกล่องไปยังค่าต่ำสุดและค่าสูงสุด ตรวจว่าลำดับต้องเป็น ต่ำสุด ≤ Q₁ ≤ มัธยฐาน ≤ Q₃ ≤ สูงสุด

ตัวอย่าง

ข้อมูลชุด 2, 3, 5, 6, 8, 9, 11 (N = 7) ตำแหน่ง Q₁ = 14 (7 + 1) = 2 ได้ Q₁ = 3 ตำแหน่ง Q₂ = 4 ได้ 6 ตำแหน่ง Q₃ = 6 ได้ 9 วาดกล่องจาก 3 ถึง 9 ขีดมัธยฐานที่ 6 และลากเส้นไปถึง 2 และ 11

ข้อมูล 2, 3, 5, 6, 8, 9, 11 หาควอร์ไทล์และวาดแผนภาพกล่องบนเส้นจำนวน พร้อมขั้นตอนการวาด 3 ข้อ
Q₁ = 3, Q₂ = 6, Q₃ = 9 วาดกล่องจาก 3 ถึง 9 ขีดมัธยฐานที่ 6 และลากหนวดไปที่ 2 และ 11

เปรียบเทียบข้อมูลสองชุด

เมื่อวางแผนภาพกล่องของสองชุดบนเส้นจำนวนเดียวกัน เปรียบเทียบได้ 3 อย่าง ศูนย์กลาง ดูตำแหน่งขีดมัธยฐาน การกระจายครึ่งกลาง ดูความยาวกล่อง (Q₃ − Q₁) และพิสัยทั้งหมด ดูความยาวจากค่าต่ำสุดถึงค่าสูงสุด สำหรับแผนภาพจุดให้ดูรูปร่างของกองจุดและฐานนิยมประกอบด้วย ห้องทดลองมีโหมด “ดูเชื่อมโยง” แสดงทั้งสองแผนภาพของข้อมูลเดียวกันพร้อมกัน

ตัวอย่าง

ชุด A: ต่ำสุด 2, Q₁ = 3, มัธยฐาน = 6, Q₃ = 9, สูงสุด 11 ชุด B: ต่ำสุด 1, Q₁ = 3.5, มัธยฐาน = 7, Q₃ = 11, สูงสุด 15 ชุด B มีมัธยฐานสูงกว่า และกระจายมากกว่า เพราะพิสัย 14 มากกว่า 9 และ Q₃ − Q₁ = 7.5 มากกว่า 6

แผนภาพกล่องของชุด A และชุด B บนเส้นจำนวนเดียวกัน พร้อมตารางเปรียบเทียบมัธยฐาน พิสัย และ IQR
ชุด B มีมัธยฐาน 7 สูงกว่า A ที่ 6 และกระจายมากกว่า พิสัย 14 เทียบ 9 IQR 7.5 เทียบ 6

ข้อผิดพลาดที่พบบ่อย

ข้อแรก ลืมเรียงข้อมูลก่อนหาตำแหน่ง ทำให้ได้ค่าผิดทั้งหมด ข้อสอง ใช้ N4 แทน N + 14 ตำแหน่งจึงคลาดเคลื่อน ข้อสาม คิดว่ากล่องที่ยาวกว่ามีข้อมูลมากกว่า ทั้งที่แต่ละช่วงมีข้อมูลประมาณ 14 เท่ากัน ความยาวบอกการกระจาย ไม่ได้บอกจำนวน ข้อสี่ วางจุดในแผนภาพจุดไม่ครบหรือเกิน N และข้อห้า สับสนฐานนิยมกับจำนวนครั้งที่ซ้ำ ฐานนิยมคือค่า ไม่ใช่จำนวนครั้ง

ตัวอย่าง

ข้อมูล 7, 1, 5, 3, 9 ถ้าไม่เรียงข้อมูล ตัวที่ 3 คือ 5 โดยบังเอิญ แต่ Q₁ ที่ตำแหน่ง 1.5 จะผิด ต้องเรียงเป็น 1, 3, 5, 7, 9 ก่อน จึงได้ Q₁ = 1 + 32 = 2

ข้อผิดพลาดที่พบบ่อย 5 ข้อในการหาควอร์ไทล์และอ่านแผนภาพกล่อง พร้อมตัวอย่างข้อมูล 7, 1, 5, 3, 9
ต้องเรียงข้อมูลเป็น 1, 3, 5, 7, 9 ก่อน จึงได้ Q₁ ที่ตำแหน่ง 1.5 เท่ากับ 2

ใช้ห้องทดลองแผนภาพจุดและแผนภาพกล่อง

ห้องทดลองมี 3 โหมด โหมดแผนภาพกล่อง ให้ลากจุดทั้ง 5 จุดของชุด A และชุด B ไปที่ข้อมูลห้าจำนวน โหมดแผนภาพจุด ให้แตะเพื่อวางจุดตามข้อมูลแล้วดูค่าเฉลี่ย มัธยฐาน ฐานนิยมที่คำนวณทันที และโหมดดูเชื่อมโยง แสดงสองแผนภาพพร้อมกัน ใช้แถบเครื่องมือเพื่อสุ่มข้อมูล เรียงข้อมูล ดูคำใบ้ ตรวจคำตอบ ดูเฉลย และแสดงการคำนวณ ลากแถบเครื่องมือไปวางตามสะดวกได้ และใส่ข้อมูลของตัวเองได้ด้วยปุ่ม “ข้อมูลของฉัน”

ตัวอย่าง

ลองสุ่มข้อมูล เรียงข้อมูล แล้วหา Q₁ ในใจก่อนลากจุด ตรวจคำตอบ จากนั้นสลับไปโหมดแผนภาพจุด วางจุดข้อมูลชุดเดียวกัน แล้วเปรียบเทียบมัธยฐานที่ได้จากสองแผนภาพว่าเท่ากันหรือไม่

คู่มือใช้ห้องทดลองแผนภาพจุดและแผนภาพกล่อง 3 โหมด พร้อมลำดับฝึกและโจทย์ 3, 5, 6, 8, 9, 12, 14
ลองคิด N = 7 ตำแหน่ง Q₃ = 6 จึงได้ Q₃ = 12

ห้องทดลองแผนภาพจุดและแผนภาพกล่อง

เปรียบเทียบข้อมูลสองชุดบนกระดานเดียว
ชุด AN = 1301234567891011121314151617181920ต่ำสุด 2Q₁ 6มัธยฐาน 10Q₃ 14สูงสุด 18ชุด BN = 1101234567891011121314151617181920ต่ำสุด 2Q₁ 6มัธยฐาน 10Q₃ 14สูงสุด 18
ลองคิดด้วยตัวเอง

เช็กความเข้าใจ

ข้อมูล 3, 5, 6, 8, 9, 12, 14 ควอร์ไทล์ที่ 3 (Q₃) มีค่าเท่าใด
← กลับไปเลือกบทเรียน