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中位数不是原表中间行:排序、偶数个数据与离群值练习

把一列数据的中间一行圈出来,看起来像找到了中位数。若原数据没有排序,这个位置没有统计含义。中位数题真正需要解释的是:为什么选这些位置,以及数据个数变化后位置怎样变。

蓝色台面上带有棕色算珠的木制算盘
配图:Alexandr Popadin · Unsplash License

这篇要学会什么

先保留全部有效观测并从小到大排序。奇数个数据取正中的一个值,偶数个取中央两个值的平均。本例101、10、14、12、13排序后中位数为13;100、14、10、12的中位数也为13,但两组的平均数分别为30和34。

先写有效个数,再找中央位置

NIST 的位置指标说明给出中位数的排序定义:奇数个取第(N+1)/2个值,偶数个取第N/2与第N/2+1个值的平均;平均数则由总和除以个数计算。下面全部数字是自编练习,没有借用研究结果或真实群体数据。

开始前确认单位相同、每个观测代表什么,以及缺失项怎样标记。未知不能为了凑个数填成0;重复数值若代表不同观测也不能先删除。把“有效N=多少”写在纸上,后面每个位置都用这个N解释,避免眼睛直接找表格的中间行。

找位置之前先做的检查
检查项本练习的做法容易产生的错误
数值单位同一量纲的练习数值混合不同单位后直接排序
重复观测保留每个有效观测把相同数值当重复记录删除
缺失数据单列待核对,不补0改变N及中央位置
排序按数值升序按原行号或文本顺序找中间

奇数例:五个值取第三个

原顺序是101、10、14、12、13,N=5。排序为10、12、13、14、101,中央位置是(5+1)/2=3,所以中位数13。若直接取原表第三项会得到14,错在没有排序,而不是加减计算。

再独立求平均数:(101+10+14+12+13)/5=150/5=30。这里13和30回答的是不同的概括问题,不能因为结果不一样就判断其中一个算错。若需要解释均值的合并口径,可继续看加权平均与总量重建练习。

把过程写在答案旁边

常见错误

原序列:101,10,14,12,13 直接取第三项:14

可复查的计算

排序:10,12,13,14,101 第三项:13;总和150,平均数30

位置公式只有对排好序的有效数据使用才有意义。保留原顺序用于追溯,另写排序后的计算列。

偶数例:中位数不一定是观测值

第二组原顺序100、14、10、12,N=4。排序为10、12、14、100,中央两项分别在第2、第3位,是12和14。中位数(12+14)/2=13;平均数则是136/4=34。13没有出现在原数据中,仍然是正确的中位数。

别把偶数公式误写成“最小值与最大值取平均”:那会得到(10+100)/2=55,求的是两端中点。本例只平均中央两项,不把所有项重新平均一遍,也不任意选择两个看着接近的值。

两组数据的计算分别验收
项目五个值的例子四个值的例子
排序10,12,13,14,10110,12,14,100
中央位置第3项第2项与第3项
中位数13(12+14)/2=13
平均数150/5=30136/4=34

改一个极端值,解释为什么答案变或不变

把第一组的101改成1001,其他四个值保持不动。排序仍是10、12、13、14、1001,第三项还是13,因此中位数不变。总和变为1050,平均数变为210。只需按位置与总和各重算一次,就能说明差异来自哪里,不需要引用“平均数不可靠”的笼统口号。

这道变式不代表极端值可以删掉,也不代表任何场景都优先报告中位数。先核实1001是不是有效观测,并根据问题同时呈现数据范围与合适指标。NIST讨论了尾部极端值对不同位置指标的影响;这里用自己的小例子展示计算,而不是声称做过统计实验。

三道自测先遮住答案

换值题

101改1001:中位数13,平均数210。解释中央位置未变,总和变了。

重复值题

2、2、9、10:中央为2和9,中位数5.5。两个2都保留,答案不必是原值。

纠错题

说“100、14、10、12的中位数是14”错在哪里?排序后中央是12与14,不能只取其中一项。

用解释题检查是否真正理解

做题时按“确认N—排序—圈中央—算数—核对”五步写下过程。下一轮打乱原顺序,让同伴只看过程能否重算;再改变N的奇偶,检查你是否主动切换规则。练习的目标是解释依据,不是记住本例一直出现的13。

采用自我解释例题的方法,每步补一句“为什么”:为什么排序、为什么保留重复项、为什么偶数取两个。隔开一段时间后用新数据重做,记录错误发生在哪一步。这里提供学习安排,不承诺某种固定提分或记忆效果。

交出答案前的五个问题

  • 有效观测数N明确,缺失项没有擅自补0。
  • 升序计算列包含全部有效观测及重复值。
  • 中央位置与N的奇偶匹配,偶数取的是中央两项。
  • 中位数与平均数分别计算并标注,未混用名称。
  • 能解释改一个值或改变N后,哪一步需要重算。

常见问题

中位数一定出现在原数据里吗?

不一定。偶数个数据取中央两项的平均,可能得到原数据没有的数,例如10、12、14、100的中位数为13。

遇到重复数值要先去重吗?

若它们是不同的有效观测,应保留。删除重复值会改变N和中央位置。先确认记录是否重复录入,不能只因为数值相同就删。

有极端值时就应该只报中位数吗?

不能一概而论。先核对极端值是否有效,再根据问题选择并解释指标,必要时同时报告平均数、中位数和范围。不要为了让结果顺眼而删除观测。

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