Lembar kerja untuk Ketimpangan Chebyshev

Ketidaksetaraan Chebyshev mengatakan bahwa setidaknya 1 -1 /K² data dari sampel harus termasuk dalam Kstandar deviasi dari berartidimanaK positif bilangan real lebih besar dari satu. Ini berarti bahwa kita tidak perlu mengetahui bentuk distribusi data kita. Dengan hanya penyimpangan rata-rata dan standar, kita dapat menentukan jumlah data sejumlah penyimpangan standar dari rata-rata.

Berikut ini adalah beberapa masalah untuk berlatih menggunakan ketidaksetaraan.

Kelas siswa kelas dua memiliki tinggi rata-rata lima kaki dengan standar deviasi satu inci. Setidaknya berapa persen dari kelas harus antara 4'10 "dan 5'2"?

Ketinggian yang diberikan dalam kisaran di atas berada dalam dua standar deviasi dari ketinggian rata-rata lima kaki. Ketidaksetaraan Chebyshev mengatakan bahwa setidaknya 1 - 1/2² = 3/4 = 75% kelas berada dalam kisaran ketinggian yang diberikan.

Komputer dari perusahaan tertentu ditemukan bertahan rata-rata selama tiga tahun tanpa kerusakan perangkat keras, dengan standar deviasi dua bulan. Setidaknya berapa persen dari komputer yang bertahan antara 31 bulan dan 41 bulan?

Usia rata-rata tiga tahun setara dengan 36 bulan. Waktu 31 bulan hingga 41 bulan masing-masing 5/2 = 2,5 standar deviasi dari rata-rata. Dengan ketidaksetaraan Chebyshev, setidaknya 1 - 1 / (2.5) 6² = 84% komputer bertahan dari 31 bulan hingga 41 bulan.

Bakteri dalam suatu kultur hidup untuk waktu rata-rata tiga jam dengan standar deviasi 10 menit. Setidaknya, sebagian kecil bakteri hidup antara dua hingga empat jam?

Dua dan empat jam masing-masing satu jam dari rata-rata. Satu jam sesuai dengan enam standar deviasi. Jadi setidaknya 1 - 1/6² = 35/36 = 97% dari bakteri hidup antara dua dan empat jam.

Berapa jumlah standar deviasi terkecil dari rata-rata yang harus kita lakukan jika kita ingin memastikan bahwa kita memiliki setidaknya 50% dari data suatu distribusi?

Di sini kami menggunakan ketidaksetaraan Chebyshev dan bekerja mundur. Kami ingin 50% = 0,50 = 1/2 = 1 - 1 /K². Tujuannya adalah menggunakan aljabar untuk dipecahkan K.

Kami melihat bahwa 1/2 = 1 /K². Silangkan kalikan dan lihat 2 =K². Kami mengambil akar kuadrat dari kedua sisi, dan sejak itu K adalah sejumlah standar deviasi, kita mengabaikan solusi negatif untuk persamaan. Ini menunjukkan itu K sama dengan akar kuadrat dari dua. Jadi setidaknya 50% dari data berada dalam sekitar 1,4 standar deviasi dari rata-rata.

Rute bus # 25 memakan waktu rata-rata 50 menit dengan standar deviasi 2 menit. Poster promosi untuk sistem bus ini menyatakan bahwa “95% dari rute bus waktu # 25 berlangsung dari ____ hingga _____ menit.” Dengan angka apa Anda mengisi bagian yang kosong?

Pertanyaan ini mirip dengan yang terakhir yang perlu kita pecahkan K, jumlah standar deviasi dari rata-rata. Mulailah dengan mengatur 95% = 0,95 = 1 - 1 /K². Ini menunjukkan bahwa 1 - 0,95 = 1 /K². Sederhanakan untuk melihat bahwa 1 / 0,05 = 20 = K². Begitu K = 4.47.

Sekarang ungkapkan ini dalam istilah di atas. Setidaknya 95% dari semua perjalanan adalah 4,47 standar deviasi dari waktu rata-rata 50 menit. Kalikan 4,47 dengan deviasi standar 2 hingga berakhir dengan sembilan menit. Jadi 95% dari waktu, rute bus # 25 memakan waktu antara 41 dan 59 menit.