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四分位數

四分位數就是把你手邊的所有數字,從最小的排到最大的,然後切成四個一樣大的部分。切的時候會產生三個分界點。中間那個分界點,就是第 2 四分位數,它其實就是中位數。你先把資料從中位數切成前後兩半,前面那一半的中位數,就是第 1 四分位數;後面那一半的中位數,就是第 3 四分位數。舉個例子,假設數字是 3、5、7、8、12、13、14、18、21,中間那個數 12 就是中位數。前面那半是 3、5、7、8,它們的中位數是 6;後面那半是 13、14、18、21,它們的中位數是 16。所以第 1 四分位數是 6,第 3 四分位數是 16。

按照 108 課綱的安排,國中的九年級會學到全距、四分位距和盒狀圖。四分位數就是用來算四分位距,以及畫盒狀圖時要用的數字。四分位數有好幾種不同的算出來方法,這一頁用的是上面那種。如果資料的個數是奇數,中位數本身就不算在前半,也不算在後半。如果課本或考試用了別的算法,請以課本寫的方式為準。

先看重點

  • 第 1 四分位數常寫成 Q1,第 2 四分位數 Q2 就是中位數,第 3 四分位數寫成 Q3。
  • 這一頁的算法是:先找中位數把資料分成兩半,如果個數是奇數,中位數就不放進任何一半,再分別找每一半的中位數。
  • 四分位距 = 第 3 四分位數 − 第 1 四分位數,它代表中間那一半的資料散得多開。
  • 四分位數有不同的定義,算出來的結果可能略有不同,請以課本的算法為準。

四分位數是什麼

中位數就像把一疊卡片從中間切開,分成前後兩堆。四分位數則是把這兩堆再各切一次。這樣整組資料就被三個數切成了四段,每一段裡的資料數量大約都一樣多。第 1 四分位數的意思是:大約有四分之一的資料比它小,剩下的四分之三比它大。第 3 四分位數則是:大約有四分之三的資料比它小。

下圖是 9 個數的例子。中位數 12 是排在第 5 個的數,它不屬於前半,也不屬於後半。所以前後兩邊各剩下 4 個數,我們再分別取這 4 個數中間兩個數的平均值。

35781213141821前半中位數後半Q1 = (5 + 7) ÷ 2 = 6Q2 = 12Q3 = (14 + 18) ÷ 2 = 16
9 個數的四分位數:中位數 12 不算進任何一半,Q1 是前半的中位數 6,Q3 是後半的中位數 16

四分位數怎麼算:例題

步驟都是一樣的:先把數字由小到大排好,找出中位數,把資料分成前後兩半,再找每一半的中位數。如果資料是偶數個,中位數就在兩個數中間,前後兩半剛好各占一半,不需要拿掉任何數。

例 19 位同學一週看課外書的時數是 3、7、8、5、12、14、21、13、18 小時,求第 1 四分位數、第 3 四分位數和四分位距。

  1. 由小到大排列:3、5、7、8、12、13、14、18、21
  2. 這裡總共有 9 個數字。把數字排好隊後,站在正中間的是第 5 個,也就是 12。這個正中間的數字叫做中位數。
  3. 中位數不算進任何一半,前半是 3、5、7、8,後半是 13、14、18、21
  4. 第 1 四分位數 = (5 + 7) ÷ 2 = 6
  5. 第 3 四分位數 = (14 + 18) ÷ 2 = 16
  6. 四分位距 = 16 − 6 = 10

答:第 1 四分位數 6 小時,第 3 四分位數 16 小時,四分位距 10 小時

例 28 個數 9、2、15、7、4、12、5、10,求三個四分位數。

  1. 先把數字從最小排到最大:2、4、5、7、9、10、12、15
  2. 一共有 8 個數,中位數 = (第 4 個 + 第 5 個) ÷ 2 = (7 + 9) ÷ 2 = 8
  3. 把資料分成兩半,前半是 2、4、5、7,後半是 9、10、12、15
  4. 第 1 四分位數 = (4 + 5) ÷ 2 = 4.5
  5. 第 3 四分位數 = (10 + 12) ÷ 2 = 11

答:第 1 四分位數 4.5,第 2 四分位數 8,第 3 四分位數 11

四分位距、全距和盒狀圖

全距是用最大的數減去最小的數,它告訴我們整組資料從頭到尾差多少。可是只要有一個數字特別大或特別小,全距就會變得很誇張。四分位距是用第 3 四分位數減去第 1 四分位數,它只看中間那一半的資料,所以比較不會被那些極端值影響。

把最小值、第 1 四分位數、中位數、第 3 四分位數、最大值畫在數線上,就變成盒狀圖。盒子的寬度就是四分位距。盒狀圖怎麼看,在機率與統計有圖解說明。

怎麼算3、5、7、8、12、13、14、18、212、4、5、7、9、10、12、15
最小值排序後第一個32
第 1 四分位數前半的中位數64.5
中位數正中間128
第 3 四分位數後半的中位數1611
最大值排序後最後一個2115
四分位距Q3 − Q116 − 6 = 1011 − 4.5 = 6.5
全距最大值 − 最小值21 − 3 = 1815 − 2 = 13

到了高中,我們會把四分位數的觀念用到百分位數,例如第 25 百分位數。

四分位數的不同算法

四分位數沒有全世界統一的算法。資料是奇數個時,有的算法把中位數拿掉再分兩半,也就是這頁和計算機用的方法;有的算法把中位數同時放進前半和後半。有些統計軟體還有用內插計算的版本,算出來可能是 4.25 這種小數。108 課綱在高中數據分析的說明裡也提到,統計數據可能有略為不同的定義,算出來的數值略有不同,但意義相同。

同樣是 3、5、7、8、12、13、14、18、21,把中位數 12 同時放進兩半時,前半是 3、5、7、8、12,第 1 四分位數是 7;後半是 12、13、14、18、21,第 3 四分位數是 14。和這頁的 6 和 16 不一樣,但都落在差不多的位置。寫作業和考試時,請照課本或老師教的算法,課本的算法和這頁不同時以課本為準。

算法資料 3、5、7、8、12、13、14、18、21 的 Q1Q3
中位數不算進兩半(這頁和計算機用的)616
中位數同時算進兩半714

資料是偶數個時,前兩種算法結果相同;例如 2、4、5、7、9、10、12、15 兩種都得到 4.5 和 11,用內插的軟體則可能得到 4.25 和 11.5,或 4.75 和 10.5。

四分位數計算機

輸入一串數字,用空格或逗號隔開,最多 500 個,資料有 4 個以上時,按計算會列出第 1 四分位數、第 3 四分位數和四分位距,並寫出找法;同時也會算平均數、中位數、眾數和全距。少於 4 個數時不會顯示四分位數。

計算機用的就是這頁的算法:先找中位數把資料分成前後兩半,資料是奇數個時中位數不算進任何一半,再找每一半的中位數。預設的 9 個數就是第一題例題,可以改成自己的資料試試看。

輸入一串數字,用空格或逗號隔開,最多 500 個。

常見問題

四分位數怎麼算?

先由小到大排好、找出中位數,把資料分成前後兩半,前半的中位數是第 1 四分位數,後半的中位數是第 3 四分位數。這頁的算法在資料是奇數個時,中位數不算進任何一半。課本若用別的算法,以課本為準。

第一四分位數是什麼意思?

第一四分位數是排在前四分之一位置的數,大約四分之一的資料比它小、四分之三比它大。例如 2、4、5、7、9、10、12、15 的第一四分位數是 (4 + 5) ÷ 2 = 4.5,有 2 個數比它小,正好是 8 個的四分之一。

四分位距怎麼算?

四分位距 = 第 3 四分位數 − 第 1 四分位數。例如第 3 四分位數 16、第 1 四分位數 6,四分位距是 10,代表中間一半的資料分布在 10 的範圍內。

為什麼不同地方算出來的四分位數不一樣?

四分位數有好幾種定義,資料是奇數個時中位數要不要算進兩半、要不要用內插,做法不同,數值就會略有不同。考試請照課本的算法。

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