บทความนี้ได้รวบรวมความรู้เรื่อง ค่ากลางของข้อมูลและการกระจายของข้อมูล ซึ่งค่ากลางของข้อมูลจะประกอบด้วย ค่าเฉลี่ยเลขคณิต มัธยฐาน และฐานนิยม ส่วนการวัดการกระจายของข้อมูลจะศึกษาในเรื่องการหาส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน ซึ่งน้องๆสามารถทบทวน การนำเสนอข้อมูลในรูปตารางแจกแจงความถี่ ได้ที่ ⇒⇒ การนำเสนอข้อมูลในรูปตารางแจกแจงความถี่ ⇐⇐
หมายเหตุ ค่าเฉลี่ยในทางคณิตศาสตร์มีหลายชนิด แต่ที่นิยมใช้คือค่าเฉลี่ยเลขคณิต
การวัดค่ากลางของข้อมูล เป็นการหาค่ากลางมาเป็นตัวแทนของข้อมูลแต่ละชุด ซึ่งมีวิธีการหาได้หลายวิธีที่นิยมกัน ได้แก่
- ค่าเฉลี่ยเลขคณิต
- มัธยฐาน
- ฐานนิยม
ค่าเฉลี่ยเลขคณิต (Arithmetic mean)
ค่าเฉลี่ยเลขคณิต คือ ค่าของผลรวมของค่าสังเกตของข้อมูลทั้งหมดหารด้วยจำนวนข้อมูลทั้งหมด เรียกสั้นๆ ว่า ค่าเฉลี่ย ซึ่งในการหาค่าเฉลี่ยเลขคณิตจะประกอบด้วยการหาค่าเฉลี่ยของข้อมูลที่ไม่ได้แจกแจงความถี่ และ การหาค่าเฉลี่ยของข้อมูลที่แจกแจงความถี่
การหาค่าเฉลี่ยเลขคณิตของข้อมูลที่ไม่แจกแจงความถี่
(ข้อมูลไม่ได้จัดอยู่ในรูปตารางแจกแจงความถี่) มีสูตร ดังนี้
ค่าเฉลี่ยเลขคณิต = ผลรวมของข้อมูลทั้งหมด ⁄จำนวนของข้อมูล
หรือ ผลรวมของข้อมูล = ค่าเฉลี่ยเลขคณิต x จำนวนของข้อมูล
หรือ จำนวนข้อมูลทั้งหมด = ผลรวมของข้อมูลทั้งหมด ⁄ ค่าเฉลี่ยเลขคณิต
ตัวอย่างที่ 1 จงหาค่าเฉลี่ยเลขคณิตของข้อมูล 20 22 25 27 24 28 26 28
วิธีทำ ค่าเฉลี่ยเลขคณิต = ผลรวมของข้อมูลทั้งหมด ⁄จำนวนของข้อมูล
ค่าเฉลี่ยเลขคณิต =
=
= 25
ดังนั้น ค่าเฉลี่ยเลขคณิต คือ 25
ตัวอย่างที่ 2 อนันต์ทดสอบเก็บคะแนนวิชาคณิตศาสตร์ 3 ครั้ง คือ 18 15 16 อยากทราบว่าอนันต์ทดสอบเก็บคะแนนได้คะแนนเฉลี่ยเท่าไร
วิธีทำ อนันต์ได้คะแนนเฉลี่ย =
=
≈ 16.33
ดังนั้น อนันต์ทดสอบเก็บคะแนนได้คะแนนเฉลี่ยประมาณ 16.33
ตัวอย่างที่ 3 ในค่ายมวยแห่งหนึ่งมีนักมวยทั้งหมด 6 คน โดยที่นักมวยแต่ละคนมีน้ำหนักคิดเป็น
ปอนด์ ดังนี้ 125, 303, 163, 175, 181, 220 จงหาค่าเฉลี่ยเลขคณิตของน้ำหนักของนักมวยในค่ายนี้
วิธีทำ น้ำหนักเฉลี่ยต่อคน =
=
= 199
ดังนั้น ค่าเฉลี่ยเลขคณิตของน้ำหนักของนักมวยในค่ายนี้เท่ากับ 199 ปอนด์
ตัวอย่างที่ 4 เลือกนักเรียนในชนบทแห่งหนึ่งมาจำนวน 10 คน ปรากฏว่ามีรายได้ต่อวันคิดเป็นบาทดังนี้ 85, 70, 10, 75, 44, 80, 42, 45, 40, 36 จงหาค่าเฉลี่ยเลขคณิตของรายได้ของนักเรียนดังกล่าว
วิธีทำ รายได้เฉลี่ยต่อวัน =
=
= 56.7
ดังนั้น ค่าเฉลี่ยเลขคณิตของรายได้ของนักเรียนเท่ากับ 56.7 บาทต่อวัน
ตัวอย่างที่ 5 ข้อมูลชุดหนึ่งมี 9 จำนวน ถ้าค่าเฉลี่ยเลขคณิตของข้อมูลชุดนี้เท่ากับ 4.5 ผลรวมของ
ข้อมูลชุดนี้เท่ากับเท่าใด
วิธีทำ จากสูตร ผลรวมของข้อมูล = ค่าเฉลี่ยเลขคณิต x จำนวนของข้อมูล
จะได้ ผลรวมของข้อมูล = 9 x 4.5
= 40.5
ดังนั้น ผลรวมของข้อมูลชุดนี้เท่ากับ 40.5
ตัวอย่างที่ 6 ในการทดสอบเก็บคะแนน อาริสาสอบได้ 76, 84 และ 73 คะแนน ตามลำดับ จงหาว่าในการสอบครั้งที่ 4 อาริสาจะต้องสอบให้ได้กี่คะแนนจึงจะทำให้ค่าเฉลี่ยเลขคณิตของคะแนนสอบทั้งสี่ครั้งเป็น 80 คะแนน
วิธีทำ จาก ค่าเฉลี่ย =
จะได้ 80 =
80 x 4 = 233 + X₄
320 = 233 + X₄
X₄ = 320 – 233
X₄ = 87
ดังนั้น ในการสอบครั้งที่ 4 อาริสาจะต้องสอบได้ 87 คะแนน
การหาค่าเฉลี่ยเลขคณิตของข้อมูลที่แจกแจงความถี่
(ในรูปตารางที่เป็นช่วงหรืออันตรภาคชั้น) มีสูตร ดังนี้
ค่าเฉลี่ยเลขคณิต = ∑fX ⁄ N
เมื่อ ∑ คือผลรวม , X คือ ข้อมูล , N คือ จำนวนข้อมูลหรือความถี่
ตัวอย่างที่ 7 ผลการสอบวิชาคณิตศาสตร์ของนักเรียน 20 คน เป็นดังนี้
คะแนน | 15 | 18 | 20 | 21 | 25 | 27 | 30 |
จำนวนนักเรียน | 2 | 3 | 2 | 4 | 2 | 1 | 1 |
จงหาค่าเฉลี่ยเลขคณิตของคะแนนสอบครั้งนี้
วิธีทำ สร้างตารางเพื่อคำนวณหาค่าเฉลี่ยเลขคณิตดังนี้
คะแนน (X) |
จำนวนนักเรียน (f) |
fX |
15 |
2 | 15 x 2 |
18 |
3 | 18 x 3 |
20 | 2 | 20 x 2 |
21 |
4 | 21 x 4 |
25 |
2 | 25 x 2 |
27 |
1 | 27 x 1 |
30 |
1 | 30 x 1 |
รวม | N = 15 |
∑fX = 315 |
จาก ค่าเฉลี่ยเลขคณิต = ∑fX ⁄ N
จะได้ ค่าเฉลี่ยเลขคณิตของคะแนนสอบ = ³¹⁵⁄₁₅ = 21
ดังนั้น ค่าเฉลี่ยเลขคณิตของคะแนนสอบครั้งนี้ เท่ากับ 21 คะแนน
ตัวอย่างที่ 8 จงหาค่าเฉลี่ยของอายุชาวบ้านในชุมชนแห่งหนึ่งจำนวน 20 คน
อายุ (ปี) |
จำนวนคน |
11 – 15 |
4 |
16 – 20 |
3 |
21 – 25 |
2 |
26 – 30 |
4 |
31 – 35 |
5 |
36 – 40 |
2 |
วิธีทำ สร้างตารางเพื่อคำนวณหาค่าเฉลี่ยเลขคณิตดังนี้
อายุ (ปี) |
จำนวนคน(f) | จุดกึ่งกลาง (X) | fX |
11 – 15 |
4 | 13 | 52 |
16 – 20 | 3 | 18 |
54 |
21 – 25 | 2 | 23 |
46 |
26 – 30 | 4 | 28 |
112 |
31 – 35 |
5 | 33 |
165 |
36 – 40 |
2 | 38 |
76 |
|
N = 20 | ∑fX = 505 |
จาก ค่าเฉลี่ยเลขคณิต = ∑fX ⁄ N
จะได้ ค่าเฉลี่ยเลขคณิตของคะแนนสอบ = ⁵⁰⁵⁄₂₀ = 25.25
ดังนั้น ค่าเฉลี่ยเลขคณิตของคะแนนสอบครั้งนี้ เท่ากับ 25.25 คะแนน
มัธยฐาน (Median)
มัธยฐาน คือ ค่าที่มีตำแหน่งอยู่กึ่งกลางของข้อมูลทั้งหมด เมื่อได้เรียงข้อมูลตามลำดับ ไม่ว่าจากน้อยไปมาก หรือจากมากไปน้อย แทนด้วยสัญลักษณ์ Me หรือ Med
การหามัธยฐานของข้อมูลที่ไม่ได้แจกแจงความถี่
1) เรียงข้อมูลที่มีอยู่ทั้งหมดจากน้อยไปมาก หรือมากไปน้อยก็ได้
2) ตำแหน่งมัธยฐาน คือ ตำแหน่งกึ่งกลางข้อมูลทั้งหมด
ดังนั้น ตำแหน่งของมัธยฐาน คือ เมื่อ N คือ จำนวนข้อมูลทั้งหมด
3) มัธยฐาน คือ ค่าที่มีตำแหน่งอยู่กึ่งกลางของข้อมูลทั้งหมด
ตัวอย่างที่ 9 จงหามัธยฐานของข้อมูล 2, 6, 4, 8, 12, 14, 10
วิธีทำ เรียงข้อมูลจากน้อยไปมาก จะได้ 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14
ตำแหน่งของค่ามัธยฐาน คือ = = 4
ดังนั้น ค่ามัธยฐาน คือ 8
ตัวอย่างที่ 10 จงหามัธยฐานของข้อมูล 1, 7, 5, 11, 13, 15, 17, 9
วิธีทำ เรียงข้อมูลจากน้อยไปมาก จะได้ 1, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17
ตำแหน่งของค่ามัธยฐาน คือ = = 4.5
ค่ามัธยฐานของข้อมูลอยู่ระหว่างตำแหน่งที่ 4 และ 5
ดังนั้น ค่ามัธยฐาน เท่ากับ = ²⁰⁄₂ = 10
ฐานนิยม (Mode)
ฐานนิยม คือ ข้อมูลที่มีความถี่สูงสุดหรือปรากฏบ่อยครั้งที่สุด จะใช้กับข้อมูลเชิงคุณภาพมากกว่าเชิงปริมาณ เช่น ขนาดรองเท้า ขนาดยางรถยนต์
ตัวอย่างที่ 11 จงหาฐานนิยมของขนาดรองเท้าของนักเรียนจำนวน 15 คน ซึ่งมีขนาด 4, 4, 4, 5, 5, 5, 5, 6, 6, 7, 7, 7, 8, 8, 9
ตอบ ฐานนิยมของขนาดรองเท้าของนักเรียนจำนวน 15 คน คือ 5 เพราะมีรองเท้าขนาด 5 มากที่สุด คือ 4 คน กล่าวคือ นักเรียนส่วนใหญ่ใช้รองเท้าขนาด 5
ตัวอย่างที่ 12 ข้อมูลชุดหนึ่งประกอบด้วย 3, 5, 8, 10, 12, 15, 16 จงหาฐานนิยม
ตอบ ไม่มีฐานนิยม เพราะ ข้อมูลแต่ละค่ามีความถี่เท่ากันหมด
ตัวอย่างที่ 13 ข้อมูลซึ่งประกอบด้วย 5, 4, 6, 6, 6, 7, 8, 8, 8, 9, 9, 9 จงหาฐานนิยม
ตอบ ไม่มีฐานนิยม เพราะ ข้อมูลมีความถี่สูงสุดเท่ากันสามค่า คือ 6, 8 และ 9
ตัวอย่างที่ 14 ข้อมูลต่อไปนี้แสดงจำนวนนักศึกษาสาขาวิชาต่างๆ ของสถาบันการศึกษาแห่งหนึ่ง
สาขาวิชา |
จำนวนนักศึกษา |
ศึกษาศาสตร์
นิติศาสตร์ บริหารธุรกิจ มนุษยศาสตร์ ศิลปกรรมศาสตร์ |
500 400 450 350 300 |
จากตารางนี้ จงหาฐานนิยม
ตอบ ฐานนิยมของข้อมูลนี้ คือ สาขาวิชาศึกษาศาสตร์ เพราะ มีความถี่มากที่สุด เท่ากับ 500
ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน
ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน เป็นการวัดการกระจายของข้อมูลที่ใช้ข้อมูลทุกค่ามาคำนวณ ซึ่งเป็นวิธีการวัดการกระจายที่นิยมและเชื่อถือได้มากที่สุด การหาส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานของข้อมูลหาได้โดยใช้สูตรดังนี้
ตัวอย่างที่ 15 อุณหภูมิในจังหวัดเชียงใหม่ ซึ่งวัดทุกเช้าวันที่ 1 ของทุก ๆ เดือน ในปีที่ผ่านมาเป็นดังนี้
เดือน |
ม.ค. | ก.พ. | มี.ค. | เม.ย. | พ.ค. | มิ.ย. | ก.ค. | ส.ค. | ก.ย. | ต.ค. | พ.ย. | ธ.ค. |
อุณหภูมิ | 2 | 6 | 10 | 24 | 23 | 23 | 22 | 21 | 21 | 20 | 14 |
6 |
จงหาส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานของข้อมูลชุดนี้
วิธีทำ จากโจทย์ต้องการหาส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานของข้อมูล
สูตรที่ใช้ในการคำนวณ คือ
ขั้นแรก หาค่าเฉลี่ย (μ) และเราทราบจำนวนข้อมูล (N) เท่ากับ 12
ค่าเฉลี่ย (μ) =
= ¹⁹²⁄ ₁₂ = 16
ขั้นที่สอง หาค่าของ ได้ดังนี้
X | X – µ | (X – µ)² |
2 6 10 24 23 23 22 21 21 20 14 6 |
-14
-10 -6 8 7 7 6 5 5 4 -2 -10 |
196 100 36 64 49 49 36 25 25 16 4 100 |
= 700 |
จะได้ = 700
และ = ≈ 2.23
ดังนั้น ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานของข้อมูลชุดนี้ มีค่าประมาณ 2.23