8. 已知一组数据$x_1,x_2,x_3,x_4,x_5$的平均数是2,方差是$\frac{1}{3}$,那么数据$3x_1 - 2,3x_2 - 2,3x_3 - 2,3x_4 - 2,3x_5 - 2$的平均数是
4
,方差是
3
。
解析:
【分析】
本题考查数据线性变换后的平均数和方差计算,解题思路如下:首先回忆平均数和方差的定义,当一组数据每个数据都变为$ax+b$的形式时,平均数会随线性变换同步变化,即新平均数为$a×原平均数 + b$;方差只受系数$a$的影响,常数$b$不改变数据的波动程度,因此新方差为$a²×原方差$。我们可以直接用该规律计算,也可通过平均数、方差的定义逐步推导验证。
【解析】
设原数据$x_1,x_2,x_3,x_4,x_5$的平均数为$\bar{x}$,方差为$s^2$,由题知$\bar{x}=2$,$s^2=\frac{1}{3}$。
1. 计算新数据的平均数:
新数据为$3x_i - 2$($i=1,2,3,4,5$),其平均数
$\bar{y}=\frac{1}{5}[(3x_1-2)+(3x_2-2)+(3x_3-2)+(3x_4-2)+(3x_5-2)]$
$=\frac{1}{5}[3(x_1+x_2+x_3+x_4+x_5) - 5×2]$
$=3×\frac{x_1+x_2+x_3+x_4+x_5}{5} - 2$
$=3\bar{x} - 2$
代入$\bar{x}=2$,得$\bar{y}=3×2 - 2=4$。
2. 计算新数据的方差:
新数据的方差
$s_y^2=\frac{1}{5}[(3x_1-2-\bar{y})^2 + (3x_2-2-\bar{y})^2 + \dots + (3x_5-2-\bar{y})^2]$
将$\bar{y}=3\bar{x}-2$代入括号内的式子,得:
$3x_i - 2 - (3\bar{x}-2)=3(x_i - \bar{x})$
因此$s_y^2=\frac{1}{5}[9(x_1-\bar{x})^2 + 9(x_2-\bar{x})^2 + \dots + 9(x_5-\bar{x})^2]$
$=9×\frac{1}{5}[(x_1-\bar{x})^2 + (x_2-\bar{x})^2 + \dots + (x_5-\bar{x})^2]$
$=9s^2$
代入$s^2=\frac{1}{3}$,得$s_y^2=9×\frac{1}{3}=3$。
【答案】
4,3
【知识点】
平均数的变换规律,方差的变换规律
【点评】
本题是统计部分的基础常考题,既可以通过直接记忆线性变换下平均数、方差的变化规律快速求解,也可以通过定义推导得出结果,解题时注意方差是随系数的平方变化,避免和平均数的变换规律混淆。
【难度系数】
0.7