12
ใบความรู้ที่ 1.1
ค่าเฉลี่ยเลขคณิต
ค่ากลางของข้อมูล คือตัวเลขทางสถิติเป็นค่าที่ได้จากการคานวณหาค่าที่เหมาะสมที่สุด ที่จะทา
หน้าที่เป็นตัวแทนของข้อมูลชุดนั้นซึ่งช่วยให้สะดวกในการจดจาหรือสรุปเรื่องราวที่เกี่ยวข้องกับ
ข้อมูลนั้นๆ ได้
1.1 ค่าเฉลี่ยเลขคณิต ( Arithmetic mean ) คือ อัตราส่วนระหว่างผลรวมของข้อมูลทั้งหมดกับ
จานวนข้อมูลทั้งหมด แทนด้วยสัญลักษณ์ X และ เมื่อ X คือ ค่าเฉลี่ยเลขคณิตของกลุ่มตัวอย่าง
คือ ค่าเฉลี่ยเลขคณิตของประชากร
ค่าเฉลี่ยเลขคณิตของข้อมูลไม่แจกแจงความถี่
ให้ x1 , x2 , x3 , . . . , xN เป็นข้อมูลแต่ละตัว
N
i
ix
1
= x1 + x2 + x3 . . . + xN
1) ค่าเฉลี่ยเลขคณิตของประชากร ( )
=
N
x
N
i
i1
N = จานวนข้อมูลของประชากร
2 ) ค่าเฉลี่ยเลขคณิตของกลุ่มตัวอย่าง (X )
X =
n
x
N
i
i1
n = จานวนข้อมูลของตัวอย่าง
สมบัติของซิกมา
หมายเหตุ สัญลักษณ์
N
i
ix
1
แทนผลบวกของตัวแปร x ซึ่งประกอบด้วยค่าจากการสังเกตทั้งหมด
N จานวน เรียกสัญลักษณ์ ว่า ซิกมา
สมบัติของ ที่ควรทราบมีดังนี้
ถ้า c และ d เป็นค่าคงตัวใดๆ
1)
N
i
c
1
= Nc
2)
N
i
icx
1
=
N
i
ixc
1
3)
N
i
ii yx
1
)( =
N
i
ix
1
+
N
i
iy
1
4)
N
i
ii yx
1
)( =
N
i
ix
1
-
N
i
iy
1
13.
13
ค่าต่างๆของ ที่ควรทราบมีดังนี้
1.
5
1
8
i
= 8 + 8 + 8 + 8 +8 = 5 x 8 = 40
2.
N
i
ix
1
= )1(
2
N
N
เช่น
20
1i
ix =
2
)21(20
= 210
3.
N
i
ix
1
2
=
6
)12)(1( NNN
3.1 หาผลบวก
25
1
i
ix = 12
+ 22
+ 32
+ 42
+ 52
= 1 + 4 + 9 + 16 + 25 = 55
3.2 ใช้สูตร
N
i
ix
1
2
=
6
)12)(1( NNN
= )11)(6(
6
5
= 55
4.
N
i
ix
1
3
=
2
1
N
i
ix =
2
)1(
2
N
N
4.1 หาผลบวก
N
i
ix
1
3
= 13
+ 23
+ 33
+ 43
+ 53
= 1 + 8 + 27 + 64 + 125 = 225
4.2 ใช้สูตร ถ้า
N
i
ix
1
3
=
2
)6(5
= ดังนั้น
N
i
ix
1
3
=
2
1
N
i
ix = (15 = 225
ใช้โจทย์ต่อไปนี้ในตัวอย่างที่ 1 – 4
กาหนด ให้ x1 = 1, x2 = 2 , x3 = 3 , x4 = 4
y1 = 6 , y2 = 7 , y3 = 8 , y 4 = 9 และ c = 5
(แนวคิด x = 1 + 2 + 3 + 4 = 10
y = 6 + 7 + 8 + 9 = 30
2
x = 12
+ 22
+ 32
+ 42
= 30
2
y = 62
+ 72
+ 82
+ 92
= 230
xy = 6 + 14 + 24 + 36 = 80
14.
14
ตัวอย่างที่ 1 จงหาค่าของ
4
1
)2(
i
ix
วิธีทา
4
1
)2(
i
ix =
4
1
4
1
2
i i
ix
= 10 – (4 2 )
= 2
ตัวอย่างที่ 2 จงหาค่าของ
4
1
)53(
i
iii yyx
วิธีทา
4
1
)53(
i
iii yyx =
4
1
4
1
)53
i i
iii yyx = 3(80) - 5(30)
= 240 – 150
= 90
ตัวอย่างที่ 3 จงหาค่าของ )3x( i
2
4
1i
วิธีทา )3x( i
2
4
1i
= )96(
4
1
2
i
ii xx
= 30 – 6(10) + 9(4)
= 30 – 60 + 36 = 6
ตัวอย่างที่ 4 จงหาค่าของ )yx( ii
2
4
1i
วิธีทา )yx( ii
2
4
1i
= )(
4
1
22
i
iiii yyxx
= 30 – 80 + 230
= 180
ตัวอย่างที่ 1 สถานการณ์ นักเรียนไปเลือกซื้อสินค้าจากร้านแห่งหนึ่ง
จะซื้อสินค้าในข้อใดให้ในราคาถูกที่สุดโดยใช้กระบวนการของโพลยา
ซื้อน้ามันพืชขนาด 1 ลิตรในข้อใดราคาถูกที่สุด
ก. ขวดละ 43 บาท
ข. 2 ขวด 85 บาท
ค. 4 ขวด 168 บาท
ง. 6 ขวด 249 บาท
ตารางวิเคราะห์
15.
15
ขั้นที่ การวิเคราะห์
1 ทาความเข้าใจกับปัญหา1.1 สิ่งที่โจทย์กาหนด
น้ามันพืชขนาด 1 ลิตรในราคาต่างๆกัน
1.2 สิ่งที่โจทย์ถามหาอะไร
ซื้อน้ามันพืชขนาด 1 ลิตรในข้อใดราคาถูกที่สุด
2 วางแผนในการแก้ปัญหา 2.1 เป็นโจทย์เกี่ยวกับเรื่องอะไร
2.2 หาค่าเฉลี่ยของสินค้าหนึ่งหน่วย
3. ดาเนินการตามแผน หาค่าเฉลี่ยของสินค้าหนึ่งหน่วยใช้สูตร
X =
n
x
N
i
i1
ก. ขวดละ 43 บาท (ขวดละ 43 บาท )
ข. 2 ขวด 85 บาท (ขวดละ 42.5 บาท )
ค. 4 ขวด 168 บาท (ขวดละ 42 บาท )
ง. 6 ขวด 249 บาท (ขวดละ 41.50 บาท )
ขั้นที่ 4 ตรวจสอบผลที่ได้
n
i
ix
1
= n X
ดังนั้น ควรเลือกซื้อน้ามันพืชขนาด 1 ลิตร
ในข้อ ง. 6 ขวด 249 บาท(ขวดละ 41.50 บาท )
จึงจะประหยัดที่สุด
ใบกิจกรรมที่ 1.1 การเลือกซื้อสินค้า
27
ใบความรู้ที่ 1.4
สมบัติของค่าเฉลี่ยเลขคณิต
1.4 สมบัติที่สาคัญของค่าเฉลี่ยเลขคณิต
(1)ค่าเฉลี่ยเลขคณิตเมื่อคูณกับจานวนข้อมูลทั้งหมด ไม่ว่าจะเป็นทั้งประชากรขนาด Nหรือ
ตัวอย่างขนาด n จะมีค่าเท่ากับผลรวมของข้อมูลทุกๆค่าตามลาดับดังนี้
N
i
ix
1
= N N และ
n
i
ix
1
= n nX
(2) ผลรวมของความแตกต่างระหว่างแต่ละค่าของข้อมูลจากค่าเฉลี่ยเลขคณิตของข้อมูลชุดนั้น
เท่ากับ 0
กล่าวคือ
N
i
ix
1
)( = 0 และ
n
1i
i )Xx( = 0
(3) ผลรวมของความแตกต่างกาลังสองของแต่ละข้อมูลจากจานวน M ใดๆ จะมีค่าน้อยที่สุด
เมื่อ M เท่ากับค่าเฉลี่ยเลขคณิตของข้อมูลชุดนั้นกล่าวคือ
2
1
)(
N
i
i Mx น้อยที่สุด M =
และ
2
1
)(
n
i
i Mx น้อยที่สุด M = X
สมบัติของค่าเฉลี่ยเลขคณิต
1. ถ้าบวกข้อมูลทุกตัวด้วยค่าคงตัวค่าหนึ่ง c
X ใหม่ = X เดิม + c
2. ถ้าลบข้อมูลทุกตัวด้วยค่าคงตัวค่าหนึ่ง c
X ใหม่ = X เดิม - c
3. ถ้าคูณข้อมูลทุกตัวด้วยค่าคงตัวค่าหนึ่ง c
X ใหม่ = X เดิม x c
4. ถ้าหารข้อมูลทุกตัวด้วยค่าคงตัวค่าหนึ่ง c
X ใหม่ = X เดิม c
5. ถ้าตัดข้อมูลที่เท่ากับ X ออก1 จานวน
X ใหม่ จะเท่าเดิม
6. ถ้าตัดข้อมูลที่น้อยกว่า X ออก1 จานวน
X ใหม่ จะมากกว่าเดิม
7. ถ้าตัดข้อมูลที่มากกว่า X ออก1 จานวน
X ใหม่ จะน้อยกว่าเดิม
29
ใบความรู้ที่ 1.5
1.5 การหาค่าเฉลี่ยเลขคณิตของข้อมูลที่แจกแจงความถี่แล้ว
ถ้าให้f1 เป็นความถี่ของค่าจากการสังเกต x1 , f2 เป็นความถี่ของค่าจากการสังเกต x2
ไปเรื่อยๆจนถึง fk เป็นความถี่ของค่าจากการสังเกต xk แล้วค่าเฉลี่ยเลขคณิตคือ
=
k
kk
ffff
xfxfxfxf
...
...
321
332211
=
k
i
i
k
i
ii
f
xf
1
1
=
N
xf
k
i
ii1
เมื่อ N เป็นจานวนค่าจากการสังเกตทั้งหมด หรือ N =
k
i
if
1
xi เป็นจุดกึ่งกลางของชั้นที่ i , k เป็นจานวนอันตรภาคชั้น
หมายเหตุ ถ้าเป็นค่าเฉลี่ยของตัวอย่างที่เป็นตัวแทนของประชากรยังคงใช้สูตรของค่าเฉลี่ย
แบบเดิม แต่เปลี่ยน เป็น X และหารด้วย n แทน N
ตัวอย่างที่ 1 ข้อมูลต่อไปนี้เป็นคะแนนสอบกลางภาควิชาคณิตศาสตร์รอบรู้ 5
ซึ่งมีคะแนนเต็ม 20 คะแนน ของนักเรียน 20 คน ดังนี้
คะแนน 1 – 5 6 – 10 11- 15 16 – 20
ความถี่ (f) 4 5 8 3
จงหาค่าเฉลี่ยเลขคณิต โดยใช้กระบวนการแก้ปัญหาของโพลยา
วิธีทา ขั้นที่ 1 ทาความเข้าใจกับปัญหา
1.1 สิ่งที่โจทย์กาหนด คะแนนและความถี่
1.2 สิ่งที่โจทย์ถามหาอะไร จงหาค่าเฉลี่ยเลขคณิต
ขั้นที่ 2 วางแผนในการแก้ปัญหา
2.1 สร้างตารางแจกแจงความถี่
2.2 กาหนดตัวแปร x แทนจุดกึ่งกลางชั้น และ f แทนความถี่
ขั้นที่ 3 ดาเนินการตามแผน
3. 1 สร้างตารางแจกแจงความถี่ หาจุดกึ่งกลางชั้น(x) และหา fx
3.2 แสดงวิธีการคานวณคาตอบ ใช้สูตรค่าเฉลี่ยเลขคณิต X =
N
xf
N
i
ii1
30.
30
ตารางที่ 1.5 กหาค่าเฉลี่ยเลขคณิต
คะแนน ความถี่ (f) จุดกึ่งกลางชั้น (x) ความถี่ xจุดกึ่งกลางชั้น = (f)(x)
1 – 5 4 3 12
6 – 10 5 8 40
11- 15 8 13 104
16 – 20 3 18 54
รวม 20 - 210
ค่าเฉลี่ยเลขคณิต X =
N
xf
N
i
ii1
=
20
210
= 10.5
ดังนั้น คะแนนเฉลี่ยของการสอบ เท่ากับ 10.5 คะแนน
ขั้นที่ 4 ตรวจสอบผลที่ได้
4.1 เขียนคาตอบที่โจทย์ถาม ค่าเฉลี่ยเลขคณิต (X ) = 10.5
4.2 แสดงวิธีการตรวจผลของคาตอบ
N X =
N
i
ii xf
1
2010.5 = 210