4. 某医药企业对药物进行止痒试验,选择 30~40 岁的 10 名志愿者作为试验样本,分别记录试验样本未用药物、用安慰剂、用5种药物后患处的持续瘙痒时间,试验数据如下(单位:s):

(1) 你认为哪种药物治疗效果比较好?说明理由.
(2) 从上述数据中你还可以得到哪些信息?
答案:解:
(1) 药物1的治疗效果比较好。
将各组10个试验数据从小到大排序,分别计算各组的中位数:
未用药物排序后:100,115,165,174,189,191,224,237,255,260,中位数为190s;
安慰剂排序后:89,102,121,137,168,213,231,263,291,433,中位数为190.5s;
药物1排序后:35,83,94,103,103,105,133,144,145,237,中位数为104s;
药物2排序后:87,100,113,120,143,144,173,176,199,225,中位数为143.5s;
药物3排序后:78,96,114,127,141,164,165,168,168,222,中位数为152.5s;
药物4排序后:108,134,135,136,140,159,185,188,239,341,中位数为149.5s;
药物5排序后:79,121,125,129,141,155,184,194,227,317,中位数为148s。
药物1的持续瘙痒时间的中位数、上下四分位数均为所有组别中最小,说明使用药物1后患处持续瘙痒的时间整体最短,因此药物1的止痒治疗效果最好。
(2) 可得到的信息:
① 安慰剂组的瘙痒持续时间中位数高于未用药物组,说明该安慰剂没有起到止痒作用,部分样本瘙痒时间甚至大幅延长;
② 5种试验药物的瘙痒持续时间中位数都远低于未用药物组,说明5种药物均有不同程度的止痒效果;
③ 所有组别中都存在个别瘙痒时间远高于整体水平的异常值,说明不同志愿者的瘙痒耐受程度存在明显个体差异。
解析:
【分析】
要判断哪种药物止痒效果更好,本质是比较不同组别下志愿者持续瘙痒时间的整体长短,由于数据中存在个别极端大值,选择不受极端值影响的中位数来代表各组数据的集中趋势更合理。解题思路:①先将每组10个数据从小到大排序;②计算每组的中位数(偶数个数据的中位数为中间两个数的平均值);③对比各组中位数大小,中位数越小说明该组整体瘙痒时间越短,药效越好。第二问可通过对比不同组的中位数、极值等特征,总结合理结论即可。
【解析】
(1) 我们通过计算各组持续瘙痒时间的中位数判断药效:
① 未用药物组排序:100,115,165,174,189,191,224,237,255,260,中位数为$\frac{189+191}{2}=190\ \mathrm{s}$;
② 安慰剂组排序:89,102,121,137,168,213,231,263,291,433,中位数为$\frac{168+213}{2}=190.5\ \mathrm{s}$;
③ 药物1组排序:35,83,94,103,103,105,133,144,145,237,中位数为$\frac{103+105}{2}=104\ \mathrm{s}$;
④ 药物2组排序:87,100,113,120,143,144,173,176,199,225,中位数为$\frac{143+144}{2}=143.5\ \mathrm{s}$;
⑤ 药物3组排序:78,96,114,127,141,164,165,168,168,222,中位数为$\frac{141+164}{2}=152.5\ \mathrm{s}$;
⑥ 药物4组排序:108,134,135,136,140,159,185,188,239,341,中位数为$\frac{140+159}{2}=149.5\ \mathrm{s}$;
⑦ 药物5组排序:79,121,125,129,141,155,184,194,227,317,中位数为$\frac{141+155}{2}=148\ \mathrm{s}$。
对比可知药物1的持续瘙痒时间中位数是所有组别中最小的,说明使用药物1后患处持续瘙痒的时间整体最短,因此药物1治疗效果更好。
(2) 可得到的信息:
① 安慰剂组瘙痒持续时间中位数高于未用药物组,说明该安慰剂没有止痒作用,部分样本瘙痒时间甚至大幅延长;
② 5种试验药物的瘙痒持续时间中位数都远低于未用药物组,说明5种药物均有不同程度的止痒效果;
③ 所有组别中都存在个别瘙痒时间远高于整体水平的异常值,说明不同志愿者的瘙痒耐受程度存在明显个体差异。
【答案】
(1) 药物1的治疗效果比较好;药物1组持续瘙痒时间的中位数最小,说明使用药物1后整体瘙痒时间最短,止痒效果最优。
(2) ① 本次试验所用安慰剂无止痒效果,甚至会延长部分使用者的瘙痒时间;② 参与试验的5种药物均有止痒效果;③ 不同个体对瘙痒的耐受程度存在明显差异(答案不唯一,合理即可)。
【知识点】
中位数计算,统计量应用,数据分析
【点评】
本题结合真实医药试验场景,考查统计量的选择与应用能力,通过计算中位数比较数据的集中趋势,能让学生体会统计知识在实际领域的应用价值,开放性设问也能锻炼学生的数据归纳与分析能力。
【难度系数】
0.7