001수학 · 통계

사분위수와 사분위수 범위

IQR 사분위수 프로그램

도수분포표(또는 막대그래프)의 각 값과 도수를 입력하면, 프로그램이 DSE 방법에 따라 Q₁, Q₂, Q₃의 위치와 값을 차례로 보여 준 뒤 사분위수 범위를 표시합니다.

  • 228바이트
  • COMP 모드
  • 최대 6개 그룹
01

풀이 예제

예제 1

다음 표는 어느 반 학생들이 가진 펜의 개수의 분포를 나타낸 것입니다. 이 분포의 사분위수 범위를 구하십시오.

예제 1의 자료
펜의 개수45678
학생 수68842
  1. A.1
  2. B.1.5
  3. C.2
  4. D.2.5
답
A — 사분위수 범위는 1입니다
표준 풀이 (계산기 없이)
  1. 도수의 총합: N = 6 + 8 + 8 + 4 + 2 = 28
  2. 누적도수:
    예제 1의 누적도수
    펜의 개수45678
    누적도수614222628
  3. 중앙값: 위치 = = 14.5, 즉 14번째와 15번째 자료의 평균입니다. 누적도수를 보면 14번째 자료는 5, 15번째 자료는 6입니다.
    ∴ Q₂ = = 5.5
  4. 제1사분위수: N이 짝수이므로 하위 절반은 첫 번째부터 14번째 자료까지입니다.
    Q₁ = = = 5
  5. 제3사분위수: 상위 절반은 15번째부터 28번째 자료까지입니다.
    Q₃ = = = 6
  6. 사분위수 범위 = Q₃ − Q₁ = 6 − 5 = 1
    ∴ 답은 A입니다.
계산기로 풀어 보기

예제 2

다음 막대그래프는 어느 반 학생 25명이 지난주에 운동한 날수의 분포를 나타낸 것입니다. 이 분포의 사분위수 범위를 구하십시오.

지난주 운동한 날수날수 → 학생 수: 1 → 3; 2 → 3; 3 → 7; 4 → 8; 5 → 4123450123456789날수학생 수
  1. A.1
  2. B.1.5
  3. C.2
  4. D.2.5
답
B — 사분위수 범위는 1.5입니다
표준 풀이 (계산기 없이)
  1. 도수의 총합: N = 3 + 3 + 7 + 8 + 4 = 25
  2. 누적도수:
    예제 2의 누적도수
    날수12345
    누적도수36132125
  3. 중앙값: 위치 = = 13, ∴ Q₂ = 13번째 자료 = 3
  4. 하위 절반과 상위 절반: N이 홀수이므로 중앙값(13번째 자료)은 어느 쪽 절반에도 속하지 않습니다. 하위 절반은 첫 번째부터 12번째 자료까지, 상위 절반은 14번째부터 25번째 자료까지입니다.
  5. 제1사분위수: Q₁ = 하위 절반의 중앙값 = = = 2.5
  6. 제3사분위수: Q₃ = 상위 절반의 중앙값 = = = 4
  7. 사분위수 범위 = 4 − 2.5 = 1.5
    ∴ 답은 B입니다.

흔한 실수: 중앙값을 양쪽 절반에 모두 넣으면(하위 절반을 첫 번째부터 13번째까지로 잡으면) Q₁ = 3, Q₃ = 4, IQR = 1이 되어 오답인 A를 고르게 됩니다.

계산기로 풀어 보기

예제 3

다음 표는 학생 40명의 형제자매 수의 분포를 나타낸 것입니다.

예제 3의 자료
형제자매 수012345
학생 수10128631
  1. (a)이 분포의 중앙값을 구하십시오.
  2. (b)이 분포의 사분위수 범위를 구하십시오.
답
(a) 중앙값 = 1 (b) 사분위수 범위 = 2
표준 풀이 (계산기 없이)
  1. 도수의 총합: N = 10 + 12 + 8 + 6 + 3 + 1 = 40
  2. 누적도수:
    예제 3의 누적도수
    형제자매 수012345
    누적도수102230363940
  3. (a) 중앙값: 위치 = = 20.5
    중앙값 = = = 1
  4. (b) 제1사분위수: 하위 절반은 첫 번째부터 20번째 자료까지입니다.
    Q₁ = = = 0.5
  5. 제3사분위수: 상위 절반은 21번째부터 40번째 자료까지입니다.
    Q₃ = = = 2.5
  6. 사분위수 범위 = Q₃ − Q₁ = 2.5 − 0.5 = 2
계산기로 풀어 보기
02

활용 상황

HKDSE 수학(필수 과정)의 통계 영역에서는 도수분포표나 막대그래프로부터 제1사분위수 Q₁, 중앙값 Q₂, 제3사분위수 Q₃ 및 사분위수 범위(IQR)를 구해야 하는 경우가 많습니다. 손으로 풀려면 도수의 총합을 내고, 누적도수를 구하고, 각 위치를 찾아야 하며, N이 홀수일 때는 중앙값을 양쪽 절반 어디에도 넣지 않아야 한다는 점을 기억해야 합니다. 단계가 많아 잘못 세기 쉽습니다.

프로그램 001은 이렇게 세는 작업을 대신해 줍니다. 각 값과 그 도수를 입력하면 Q₁, Q₂, Q₃의 위치와 값을 차례로 보여 준 다음 IQR을 표시합니다. 위치를 보면 지금 화면에 어느 사분위수가 나와 있는지 알 수 있고, 자신의 풀이와 비교하기도 쉽습니다.

  • 이럴 때 사용합니다

    • 이산형 자료의 도수분포표 또는 막대그래프
    • 제1사분위수, 중앙값, 제3사분위수 또는 IQR 구하기
    • Paper 1(서술형) 답 검산; Paper 2 객관식 문제 빠르게 풀기
  • 입력하는 내용

    • 각 값 x와 그 도수 f (x 먼저), 가장 작은 값부터
    • 최대 6개 그룹; 입력이 끝나면 X?에서 한 번, Y?에서 한 번 EXE를 누릅니다
    • 정확히 6개 그룹이면 자동으로 시작합니다
  • 표시되는 내용

    • Q₁의 위치 → Q₁
    • Q₂의 위치 → Q₂ (중앙값)
    • Q₃의 위치 → Q₃
    • 마지막으로: IQR = Q₃ − Q₁

프로그램이 따르는 DSE 방법

  1. N개의 자료를 오름차순으로 나열합니다.
  2. 중앙값 Q₂는 번째 위치에 있습니다.
  3. 자료를 하위 절반과 상위 절반으로 나눕니다. N이 홀수이면 중앙값은 어느 쪽 절반에도 속하지 않습니다.
  4. Q₁ = 하위 절반의 중앙값, Q₃ = 상위 절반의 중앙값, IQR = Q₃ − Q₁.
  5. 위치가 .5로 끝나면(예: 7.5) 7번째와 8번째 자료의 평균을 뜻합니다.

제한 사항과 팁

  • 최대 6개 그룹이며, 자료는 모두 합쳐 2개 이상이어야 합니다.
  • 각 x는 정수여야 하며 오름차순으로 입력합니다. 첫 번째 x는 최대 99이고, 이웃한 두 값의 차이도 최대 99입니다.
  • 마지막 그룹 전까지의 누적도수는 최대 99입니다 (마지막 그룹의 도수는 더 커도 됩니다).
  • 큰 값(예: 150): 먼저 모든 x에서 같은 수를 뺀 다음, 결과로 나온 Q₁, Q₂, Q₃에 그 수를 다시 더합니다. IQR은 변하지 않습니다.
  • 소수나 음수 값: 10을 곱하거나 상수를 더해 0 이상의 정수로 만든 다음, 결과를 다시 원래대로 환산합니다.
  • 프로그램은 계산하는 동안 Fix 0으로 바꾸고 끝날 때 Norm 1로 되돌립니다. AC로 중간에 멈췄다면 SHIFTMODE오른쪽31을 눌러 Norm 1로 돌아가십시오.
03

프로그램과 키

001_IQR_quartiles.fx50COMP · 228바이트
ClrMemory:1→B:For 1→C To 6:X→D:?→X:−1→Y:?→Y:Y<0⇒Break:100A+X−D→A:100B+M→B:YM+:Next:(2M+1−(−1)^(M))÷8→D:(M+1)÷2−D→C:Lbl 1:Fix 0:1→X:0→Y:While X<A+1:Rnd(B÷X−.5)−100Rnd(B÷100X−.5:Y+(Rnd(A÷X−.5)−100Rnd(A÷100X−.5))((Ans<C−.5)+(Ans<C))÷2→Y:100X→X:WhileEnd:Norm 1:C◢Y◢M>0⇒−Y→M:C+D→C:C<3D+1⇒Goto 1:Y+M
  • :는 편집 중에 EXE로 입력하고, ◢는 SHIFT34로 입력합니다. ◢ 다음에는 EXE를 누르지 마십시오.
  • −1→Y와 (−1)^(의 −는 음수 부호 (−)이고, 나머지 −는 모두 빼기 키 −입니다.
  • 줄 바꿈은 읽기 편하도록 넣은 것일 뿐이며, 각 줄 끝의 :는 반드시 입력해야 합니다.

작동 원리

명령문역할
ClrMemory:1→B메모리를 지우고 B의 맨 앞에 표시용 1을 넣습니다
For 1→C To 6 … Next최대 6개 그룹을 읽습니다 (For 안에 다른 반복문 없음)
X→D:?→XD = 이전 x; 새 x를 입력받습니다 (입력 안내에 이전 x가 표시됨)
−1→Y:?→Y:Y<0⇒Break도수를 입력받습니다. 입력 안내에 −1이 표시되며, EXE만 누르면 입력이 끝납니다
100A+X−D→A이전 x와의 차이를 그룹마다 두 자리씩 A에 담습니다
100B+M→B각 그룹 이전까지의 누적도수를 그룹마다 두 자리씩 B에 담습니다
YM+M = 도수의 총합 N
(2M+1−(−1)^(M))÷8→DD = 이웃한 사분위수 위치 사이의 간격
(M+1)÷2−D→CC = Q₁의 위치
Lbl 1 … C<3D+1⇒Goto 1세 번(Q₁, Q₂, Q₃) 실행하며, 매번 C에 D를 더합니다
Fix 0 … WhileEnd마지막 그룹부터 거꾸로 그룹을 꺼내 위치 C의 값을 찾습니다 (C가 .5로 끝나면 두 자료의 평균)
Norm 1:C◢Y◢일반 표시로 돌아가 위치 C와 값 Y를 표시합니다
M>0⇒−Y→M첫 번째 반복(Q₁)에서만 −Q₁을 M에 저장합니다
Y+M마지막으로 Q₃ − Q₁ = IQR을 표시합니다

프로그램 입력하기

  1. MODE 6 (PRGM) → 1 (EDIT) → 빈 프로그램 영역 선택, 예: 1 (P1) → 1 (COMP).
  2. 아래 표를 1단계부터 마지막 단계까지 입력합니다.
  3. AC를 눌러 편집기에서 나옵니다.
  4. 확인: MODE 6 1을 다시 누릅니다. 아래쪽 줄에 P-1234 452가 표시되어야 합니다 (680 − 228 = 452바이트 남음; 다른 영역에 프로그램이 있으면 더 적음). 그런 다음 AC를 누릅니다.

가장 자주 빠뜨리는 단계는 67단계, 즉 (−1 다음의 )입니다. 이것이 없으면 프로그램이 227바이트가 되고(확인 화면에 453 표시) 모든 결과가 틀립니다. 예를 들어 첫 번째 위치가 −42.625가 됩니다. 위치가 음수로 나오면 이 단계부터 확인하십시오.

키 참조표

프로그램에 쓰이는 모든 종류의 기호와 해당 키입니다.

기호키의미
표를 불러오는 중… (이 표는 JavaScript가 필요합니다)

모든 키를 순서대로 (209단계)

1단계부터 마지막 단계까지 차례로 입력하면 완료됩니다. 표는 스크롤되며 머리글은 계속 보입니다.

모든 키를 순서대로 (209단계)
단계기호키
표를 불러오는 중… (이 표는 JavaScript가 필요합니다)
04

계산기에서 실행하기

각 예제를 계산기로 풀어 봅니다. 먼저 문제와 데이터를 확인한 뒤, 프로그램 실행부터 입력할 키와 누른 뒤의 화면을 차례로 보여 줍니다.

예제 1

문제

다음 표는 어느 반 학생들이 가진 펜의 개수의 분포를 나타낸 것입니다. 이 분포의 사분위수 범위를 구하십시오.

예제 1의 자료
펜의 개수45678
학생 수68842
  1. A.1
  2. B.1.5
  3. C.2
  4. D.2.5
입력
4,65,86,87,48,2EXE만 누름:EXEEXE
표시
7.5514.55.521.561
예제 1의 키 입력과 화면
#입력할 키누른 뒤 화면설명
표를 불러오는 중… (이 표는 JavaScript가 필요합니다)

예제 2

문제

다음 막대그래프는 어느 반 학생 25명이 지난주에 운동한 날수의 분포를 나타낸 것입니다. 이 분포의 사분위수 범위를 구하십시오.

지난주 운동한 날수날수 → 학생 수: 1 → 3; 2 → 3; 3 → 7; 4 → 8; 5 → 4123450123456789날수학생 수
  1. A.1
  2. B.1.5
  3. C.2
  4. D.2.5
입력
1,32,33,74,85,4EXE만 누름:EXEEXE
표시
6.52.513319.541.5
예제 2의 키 입력과 화면
#입력할 키누른 뒤 화면설명
표를 불러오는 중… (이 표는 JavaScript가 필요합니다)

예제 3

문제

다음 표는 학생 40명의 형제자매 수의 분포를 나타낸 것입니다.

예제 3의 자료
형제자매 수012345
학생 수10128631
  1. (a)이 분포의 중앙값을 구하십시오.
  2. (b)이 분포의 사분위수 범위를 구하십시오.
입력
0,101,122,83,64,35,1
표시
10.50.520.5130.52.52

이 표는 정확히 6개 그룹입니다. 6번째 도수를 입력하는 즉시 프로그램이 시작되므로 아무것도 입력하지 않고 EXE를 누를 필요가 없습니다.

예제 3의 키 입력과 화면
#입력할 키누른 뒤 화면설명
표를 불러오는 중… (이 표는 JavaScript가 필요합니다)

참고

  • 입력 안내(X?, Y?)는 아래쪽 줄 왼쪽에, 그 변수의 현재 값은 오른쪽에 표시됩니다. 위쪽 줄은 입력하기 전까지 비어 있으며, EXE로 확정합니다.
  • 아래쪽 줄의 정수는 소수점과 함께 표시됩니다. 5는 “5.”, −1은 “-1.”로 표시됩니다.
  • 프로그램이 결과를 보여 주며 멈추면 아래쪽 줄 오른쪽 아래에 Disp가 켜집니다. EXE를 누르면 다음 결과가 나옵니다. 프로그램이 끝나면 Disp가 꺼집니다. 실행 중에는 화면 위쪽에 PRGM과 네모 틀 안의 프로그램 영역(예: P1)이 켜집니다.
  • 1단계에서는 Prog 키로 P1–P4 목록을 열고 1을 눌러 P1을 실행합니다. MODE 6 → 2 (RUN) → 1로도 실행할 수 있습니다.