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7章 データの活用 ── 章末30問問題集

7章の総まとめ 30問。四分位数・箱ひげ図・データ比較を一気に復習。中2数学の最終章で、データを扱う基礎を完成させましょう。

復習のポイント

  • 四分位数:データを4等分する3つの値(Q₁、Q₂、Q₃)
  • Q₂ = 中央値(メジアン)
  • 四分位範囲 = Q₃ − Q₁(中央50%の散らばり)
  • 箱ひげ図:5つの値(min, Q₁, Q₂, Q₃, max)で作る
  • 箱の長さ = 四分位範囲
  • 外れ値:他のデータから極端に離れた値
  • 平均値は外れ値の影響大、中央値は影響小

解く前にそろえる型

  • 四分位数は、まずデータを小さい順に並べてから求める。並べ替えを省くと、中央値もQ1・Q3もずれる。
  • データの個数が奇数のとき、Q1・Q3を求める上下半分には中央値を含めない扱いで統一する。
  • 箱ひげ図は「最小値、Q1、中央値、Q3、最大値」の5数要約を数直線上に置く図。箱の長さだけで全範囲を判断しない。
  • 比較問題では、中央値で中心、四分位範囲で中央50%の散らばり、最大値・最小値で端の広がりを見る。
例:7個のデータ 2, 4, 6, 8, 10, 12, 20

中央値Q2は4番目の8。下半分は2,4,6なのでQ1=4、上半分は10,12,20なのでQ3=12。

四分位範囲は 12−4=8。範囲は 20−2=18。外れ値の影響を受けやすいのは範囲のほう。

A 基本用語(10問)
  1. 四分位数とは何か
  2. 第2四分位数は何の別名か
  3. 箱ひげ図に使う5つの値
  4. 箱の長さは何を表すか
  5. 外れ値とは
  6. 外れ値の影響を受けやすいのは平均値か中央値か
  7. 四分位範囲は何を測るか
  8. 箱ひげ図のひげの長さは何を示すか
  9. 「同じくらい」の中央値で四分位範囲が大きい方が散らばりが大きいか小さいか
  10. 箱ひげ図とヒストグラム、複数データの比較に向くのは
答えを見る

(1) データを4等分する3つの値(Q₁、Q₂、Q₃)

(2) 中央値(メジアン)

(3) 最小値、Q₁、Q₂(中央値)、Q₃、最大値

(4) 四分位範囲(中央50%の散らばり)

(5) 他のデータから極端に離れた値 (6) 平均値

(7) 中央50%の散らばり (8) 全体の散らばり(端のデータまでの距離)

(9) 散らばりが大きい (10) 箱ひげ図

B 計算(10問)
  1. データ 3, 6, 8, 10, 12, 14, 18 の中央値
  2. 同データの Q₁
  3. 同データの Q₃
  4. 同データの四分位範囲
  5. データ 5, 7, 9, 11, 13, 15 の中央値
  6. 同データの四分位範囲
  7. データ 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16 の Q₂
  8. 同データの Q₁
  9. 同データの Q₃
  10. 同データの最大値・最小値
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(1) 10 (2) 6 (3) 14 (4) 8(=14−6)

(5) (9+11)/2 = 10 (6) Q₁=7, Q₃=13、四分位範囲=6

(7) (8+10)/2 = 9 (8) (4+6)/2 = 5 (9) (12+14)/2 = 13

(10) 最大=16、最小=2

C 箱ひげ図の読み取り(5問)
  1. あるデータの5数要約:min=5, Q₁=10, Q₂=15, Q₃=20, max=25。四分位範囲
  2. 同データの全範囲
  3. 中央50%のデータがある範囲
  4. 2つのクラスの中央値:A=70、B=65。どちらが点数高い
  5. 四分位範囲:A=10、B=20。どちらが散らばり大
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(1) 20−10 = 10 (2) 25−5 = 20 (3) 10〜20

(4) A(中央値が高い) (5) B(IQR大)

D 応用・比較(5問)
  1. 平均値と中央値、外れ値があるとき代表値としてどちらが信頼できる
  2. 「中央値が同じ=散らばりも同じ」と言えるか
  3. 2クラスのテスト:A の中央値70、B の中央値75、IQR A=10、B=15。どう判断
  4. 箱ひげ図で「中央値が箱の左寄り」だと、データはどう分布
  5. 四分位範囲の1.5倍を超える値が外れ値の目安。Q₁=10、Q₃=20 のとき外れ値の境界
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(1) 中央値(外れ値の影響を受けにくい)

(2) 言えない(散らばりは四分位範囲を見ないと分からない)

(3) B は全体的に高得点だが、A の方が均一

(4) データが左に集まり、右に長く裾を引く(右に長い分布)

(5) IQR = 10、Q₁ − 1.5×10 = −5 より小、Q₃ + 1.5×10 = 35 より大

テスト前のチェックリスト

  • □ データを昇順に並べる
  • □ 中央値の位置(奇数個・偶数個で違う)
  • □ Q₁ = 下半分の中央値、Q₃ = 上半分の中央値
  • □ 四分位範囲 = Q₃ − Q₁
  • □ 箱ひげ図の5つの値
  • □ 平均値と中央値の使い分け
  • □ 外れ値の判定基準(IQR の1.5倍)
  • □ 複数データの比較は箱ひげ図で
つまずきポイントの再確認
  • 偶数個のデータ:中央値は中央2つの平均
  • 中央値の位置:n が奇数なら (n+1)/2 番目、偶数なら n/2 と (n/2)+1 の平均
  • 上下半分の分け方:奇数個のときは中央値を除いて分ける
  • 散らばりの指標:範囲は外れ値の影響大、四分位範囲は影響小