活动:叶子的长度
在这活动我们将会探讨叶子的长度和计算 平均 长度.
你也会学习一个估计平均长度的方法。
首先你要找一些叶子。。。。。。
怎样的叶子?
你可以用任何树或植物的叶子;如果是树叶子, 找一棵容易摘的树(我们不想有意外)。没有邻居同意,不要摘他的叶子! 最好用简单的叶子。 不要用形状奇怪的叶子. 像以下照片里的叶子就最好了。
下面的照片有四片大小不同的叶子子,都是在我的花园里摘的:
有些是小的,有些是大的.
接下来你要决定要摘几片叶子以及怎样去得到一个随机样本。
几片?
你可以多摘一些,随你喜欢。 最好是摘下树上所有的叶子,但这样会太多了, 不容易测量。你的父母也会不高兴,因为树都没叶子子了!
我们就用 100 片叶子吧.
怎样得到随机样本?
这是一个方法去得到一个 随机 样本:
- 摘下一根树枝上所有的叶子。 去掉破烂的叶子后,看看剩下几片。 如果少于 100, 便再从另外一根树枝继续摘,直至你有超过 100 片。 用标记笔在每片叶子上写一个数字 (从 1 开始)。
- 把同样的数字写在小纸片上。
- 把小纸片折起来,
- 放进帽子里,混合起来。
- 从帽子里拿 100 块纸片出来(不要看)。 头 100 张纸上的数字就是你在实验里要用的叶子子.
你的测量要多准确:
怎样测量?
把叶子子保持平坦,用 尺子去测量每片叶子的长度,从尖端到连接着茎的另外一端。 叶子子可能会有些弯曲,但不要跟着叶子的中线量, 这样会很困难。
顺着一条直线测量, 如下:
要多准确?
测量到最近的一毫米。
你可以开始了。
测量每片叶子的长度到最近的一毫米。把结果记录在表格上,如下:
(5 列,每列 20 个,总共 100 测量)
Length (mm) |
长度 (mm) |
长度 (mm) |
长度 (mm) |
长度 (mm) |
|
1 | |||||
2 | |||||
3 | |||||
4 | |||||
5 | |||||
6 | |||||
7 | |||||
8 | |||||
9 | |||||
10 | |||||
11 | |||||
12 | |||||
13 | |||||
14 | |||||
15 | |||||
16 | |||||
17 | |||||
18 | |||||
19 | |||||
20 | |||||
和: |
把每列加起来,然后把和加起来以得到总和:
_______ + _______ + _______ + _______ + _______ = _________
总和: |
计算平均值
你现在可以计算长度的 平均值 。把长度的总和除以 100 。
平均值 (= 总和 / 100): |
有没有其他的方法?
有一个 估计 平均长度的方法,就是把结果分组。
这样计算会快很多,不过准确度就要低一点。
例子
我测量了 100 片叶子的长度到最近的毫米,然后把每 10 毫米长的叶子分成一组,用 计数符号 在 次数表记下数目,像这样:
长度 (mm) |
计数符号 | 叶子子 数目 (次数) |
20 - 29 | 3 | |
30 - 39 | 8 | |
40 - 49 | 15 | |
50 - 59 | 26 | |
60 - 69 | 23 | |
70 - 79 | 16 | |
80 - 89 | 7 | |
90 - 99 | 2 | |
总数 | 100 |
不清楚?我再来解释:
最短的三片叶子的长度是 22 mm, 25 mm 和 27 mm。 这是在 20 mm 和 29 mm 之间, 所以每片片都要加一个计数符号进 20 - 29的组。
所以就有三个计数符号 () 在 20 - 29 的组里,而这组的 次数 是 3 (就是,组里有 3 片叶子)。
同样,有八片叶子的长度是在 30 mm 和 39 mm之间,故此这组便有 8 个计数符号,而次数是 8。
以此类推。
把长度分组后,怎样去估计平均值?
我们假设每组里所有的叶子都是同一长度,就是那组的平均值。这叫组的中点,它的值是组里最短和最长的长度的(平均值)。
比如:
20 - 29 组的中点是 (20 +29)/2 = 49/2 = 24.5
30 - 39 组的中点是 (30 +39)/2 = 69/2 = 34.5
以此类推
在我的例子里,我假设有 3 片平均长度是 24.5 mm 的叶子, 8 片平均长度是 34.5 mm 的叶子, 15 片平均长度是 44.5 mm 的叶子,等等。 我可以用 次数表 来计算平均长度:
长度 (mm) |
中点 x |
次数 f |
f × x |
20 - 29 | 24.5 | 3 | 73.5 |
30 - 39 | 34.5 | 8 | 276.0 |
40 - 49 | 44.5 | 15 | 667.5 |
50 - 59 | 54.5 | 26 | 1,417.0 |
60 - 69 | 64.5 | 23 | 1,483.5 |
70 - 79 | 74.5 | 16 | 1,192.0 |
80 - 89 | 84.5 | 7 | 591.5 |
90 - 99 | 94.5 | 2 | 189.0 |
Σf = 100 | Σ(f × x) = 5,890 |
平均长度的估计 = Σ(f × x)/Σf = 5,890/100 = 58.9 mm
这个估计值和准确的平均长度有一点不同。重要的是,你要明白这只是个估计值,但它很快就可以计算出来。
轮到你了
用这个方法去计算你的样本的平均长度,看看你的估值有多准确。
你可以用这表格。首先确定用哪个 长度组 。你的组的数目可能和我的不同。 例如,若你有一片叶子的长度是 105 mm,你便需要多一个 100 - 109 的组. 你也可能没有像我那么短的叶子,那你就不需要 20 - 29 的组。 跟据你的测量结果来选你的组。
长度 (mm) |
中点 x |
计数符号 | 叶子子 数目 f |
f × x |
总数 | Σf
= 100 |
Σ(f
× x) = |
把 Σ(f × x) 除以 Σf 来得到平均长度:
Σ(f × x) / Σ(f) = ________ / 100 = _________
为什么要估计?
快捷!容易! (但不太准确。)
在我们只有 100 片叶子的例子里,这可能作用不大,但在大很多的样品中就会很有用。