Bài tập Toán 9 Bài 24: Bảng tần số, tần số tương đối ghép nhóm và biểu đồ (25 bài tập)

Lớp 9 · Toán Bài 24

Bảng Tần Số, Tần Số Tương Đối Ghép Nhóm Và Biểu Đồ

Khái niệm nhóm số liệu, bảng ghép nhóm, biểu đồ histogram và biểu đồ đoạn thẳng

1
Bảng tần số ghép nhóm và bảng tần số tương đối ghép nhóm

Tại sao cần ghép nhóm? Trong thực tế, nhiều khi ta không biết giá trị chính xác mà chỉ biết nó nằm trong một khoảng nhất định. Ví dụ khi khảo sát thời gian tự học của học sinh, ta thường hỏi "Bạn tự học từ $1$ đến dưới $2$ giờ?" thay vì ghi chính xác từng phút. Khi đó, dữ liệu được ghép thành các nhóm.

Định nghĩa nhóm số liệu
Nhóm số liệu $[a;\, b)$ gồm các số liệu lớn hơn hoặc bằng $a$
nhỏ hơn $b$.
$[a;\, b) = \{x \mid a \leq x < b\}$
📌 Quy tắc quan trọng
• Đầu mút trái $a$: được tính vào nhóm.
• Đầu mút phải $b$: KHÔNG được tính vào nhóm.
• Ví dụ: nhóm $[1;\, 2)$ chứa $1$, $1{,}5$, $1{,}99$ nhưng không chứa $2$ (giá trị $2$ thuộc nhóm $[2;\, 3)$ tiếp theo).

🔵 Bảng tần số ghép nhóm: Bảng thống kê tần số (số lần xuất hiện) của các nhóm số liệu:

Nhóm$[a_1; a_2)$$[a_2; a_3)$$\ldots$$[a_k; a_{k+1})$
Tần số$m_1$$m_2$$\ldots$$m_k$

🔵 Bảng tần số tương đối ghép nhóm: Liệt kê tần số tương đối (tỉ lệ phần trăm) của các nhóm:

Công thức tần số tương đối
$f_i = \dfrac{m_i}{n} \cdot 100\%$
($m_i$: tần số nhóm $i$ ; $n = m_1 + m_2 + \cdots + m_k$: cỡ mẫu)
⚠️Tổng các tần số tương đối luôn bằng $100\%$: $f_1 + f_2 + \cdots + f_k = 100\%$.
Ví dụ — Cân nặng học sinh lớp 9B

Cân nặng của $40$ học sinh được ghép nhóm: từ $40$ kg đến dưới $45$ kg có $4$ học sinh; từ $45$ kg đến dưới $50$ kg có $12$ học sinh; từ $50$ kg đến dưới $55$ kg có $16$ học sinh; từ $55$ kg đến dưới $60$ kg có $8$ học sinh.

Bảng tần số ghép nhóm:

Cân nặng (kg)$[40; 45)$$[45; 50)$$[50; 55)$$[55; 60)$
Số học sinh$4$$12$$16$ ★$8$

Cỡ mẫu: $n = 4 + 12 + 16 + 8 = 40$.

Tính tần số tương đối:

$f_1 =$$\dfrac{4}{40} \cdot 100\% = 10\%$
$f_2 =$$\dfrac{12}{40} \cdot 100\% = 30\%$
$f_3 =$$\dfrac{16}{40} \cdot 100\% = 40\%$
$f_4 =$$\dfrac{8}{40} \cdot 100\% = 20\%$

Bảng tần số tương đối ghép nhóm:

Cân nặng (kg)$[40; 45)$$[45; 50)$$[50; 55)$$[55; 60)$
Tần số tương đối$10\%$$30\%$$40\%$ ★$20\%$

Kiểm tra: $10\% + 30\% + 40\% + 20\% = 100\%$ ✓.

2
Biểu đồ tần số tương đối ghép nhóm dạng cột (histogram)

Biểu đồ tần số tương đối ghép nhóm dạng cột (còn gọi là tổ chức đồ hay histogram) là biểu đồ gồm các cột liền nhau dùng để biểu diễn bảng tần số tương đối ghép nhóm. Chiều cao mỗi cột bằng tần số tương đối của nhóm tương ứng.

✓ Histogram (cột liền nhau)
Các cột kề nhau, không có khoảng cách. Vì các nhóm số liệu liên tiếp nhau (đầu mút phải nhóm này = đầu mút trái nhóm kế tiếp).
✗ Biểu đồ cột thường
Các cột có khoảng cách. Dùng cho dữ liệu rời rạc (loại xe, mức đánh giá...). KHÔNG phải histogram.

🔵 Cách vẽ biểu đồ histogram:

Vẽ trục đứng
& trục ngang
Dựng cột
kề nhau
Ghi giá trị
trên đỉnh cột
Tiêu đề
chú giải trục
1
Trục đứng: chia vạch tần số tương đối ($\%$). Trục ngang: ghi đầu mút các nhóm số liệu.
2
Dựng các cột kề nhau (không có khoảng cách), chiều cao bằng tần số tương đối.
3
Ghi giá trị trên đỉnh mỗi cột, ghi tên trục và tiêu đề biểu đồ.
Ví dụ — Thời gian đến trường lớp 9E

Bảng thống kê thời gian đi từ nhà tới trường:

Thời gian (phút)$[5; 10)$$[10; 15)$$[15; 20)$$[20; 25)$
Tần số tương đối$25\%$$35\%$$25\%$$15\%$

Vẽ biểu đồ histogram: dựng $4$ cột kề nhau với chiều cao lần lượt $25\%, 35\%, 25\%, 15\%$.

Histogram thời gian đến trường
Biểu đồ histogram — Thời gian đến trường lớp $9E$
💡Lưu ý: Nếu chiều cao cột biểu diễn tần số (số lần) thay vì tần số tương đối thì ta có biểu đồ tần số ghép nhóm dạng cột. Cách vẽ tương tự, chỉ khác đơn vị trục đứng.
3
Biểu đồ tần số tương đối ghép nhóm dạng đoạn thẳng

Ngoài histogram, ta còn có thể dùng biểu đồ dạng đoạn thẳng để biểu diễn bảng tần số tương đối ghép nhóm. Khi đó, mỗi nhóm cần được đại diện bằng một số duy nhất trên trục ngang.

Giá trị đại diện
$x_i = \dfrac{a_i + a_{i+1}}{2}$
(trung bình cộng hai đầu mút của nhóm)
Ví dụ — Tính giá trị đại diện
• Nhóm $[1;\, 1{,}5)$ → $x = \dfrac{1 + 1{,}5}{2} = 1{,}25$.
• Nhóm $[5;\, 10)$ → $x = \dfrac{5 + 10}{2} = 7{,}5$.
• Nhóm $[40;\, 45)$ → $x = \dfrac{40 + 45}{2} = 42{,}5$.

🔵 Cách vẽ biểu đồ tần số tương đối ghép nhóm dạng đoạn thẳng:

1
Tính giá trị đại diện $x_i$ cho mỗi nhóm.
2
Vẽ trục ngang biểu diễn các giá trị đại diện, trục đứng biểu diễn tần số tương đối.
3
Xác định các điểm $M_i(x_i;\, f_i)$, nối các điểm liên tiếp bằng đoạn thẳng.
4
Ghi giá trị tại mỗi điểm, chú giải trục và tiêu đề.
Ví dụ — Tuổi thọ pin sạc

Bảng tần số tương đối ghép nhóm:

Tuổi thọ (năm)$[1; 1{,}5)$$[1{,}5; 2)$$[2; 2{,}5)$$[2{,}5; 3)$$[3; 3{,}5)$
Tần số tương đối$10\%$$25\%$$35\%$$20\%$$10\%$

Bước 1 — Tính giá trị đại diện:

Nhóm$[1; 1{,}5)$$[1{,}5; 2)$$[2; 2{,}5)$$[2{,}5; 3)$$[3; 3{,}5)$
Giá trị đại diện $x_i$$1{,}25$$1{,}75$$2{,}25$$2{,}75$$3{,}25$
Tần số tương đối $f_i$$10\%$$25\%$$35\%$$20\%$$10\%$

Bước 2-3 — Vẽ biểu đồ: Xác định $5$ điểm $(1{,}25;\, 10)$, $(1{,}75;\, 25)$, $(2{,}25;\, 35)$, $(2{,}75;\, 20)$, $(3{,}25;\, 10)$ rồi nối liên tiếp.

Biểu đồ đoạn thẳng tuổi thọ pin
Biểu đồ đoạn thẳng — Tuổi thọ pin sạc
💡Mẹo: Khi các nhóm có độ dài bằng nhau, các giá trị đại diện cũng cách đều nhau. Chỉ cần tính $x_1$, các giá trị sau cộng thêm độ dài nhóm.
4
Phương pháp giải các dạng bài

🔵 Dạng 1 — Lập bảng tần số ghép nhóm từ dữ liệu:

1
Xác định các nhóm số liệu $[a_i;\, a_{i+1})$ theo đề.
2
Duyệt từng giá trị, xếp vào nhóm tương ứng (lưu ý: giá trị bằng $a_i$ thuộc nhóm $[a_i;\, a_{i+1})$).
3
Đếm số giá trị mỗi nhóm → tần số. Kiểm tra tổng tần số = cỡ mẫu.

🔵 Dạng 2 — Lập bảng tần số tương đối ghép nhóm:

1
Xác định cỡ mẫu $n = m_1 + m_2 + \cdots + m_k$.
2
Tính $f_i = \dfrac{m_i}{n} \cdot 100\%$ cho mỗi nhóm.
3
Lập bảng và kiểm tra tổng = $100\%$.
Ví dụ — Áp dụng Dạng 2

Thời gian chạy $100$m của lớp $9A$:

Thời gian (giây)$[13; 15)$$[15; 17)$$[17; 19)$$[19; 21)$
Số học sinh$5$$20$$13$$2$

Bước 1: $n = 5 + 20 + 13 + 2 = 40$.

$f_1 =$$\dfrac{5}{40} \cdot 100\% = 12{,}5\%$
$f_2 =$$\dfrac{20}{40} \cdot 100\% = 50\%$
$f_3 =$$\dfrac{13}{40} \cdot 100\% = 32{,}5\%$
$f_4 =$$\dfrac{2}{40} \cdot 100\% = 5\%$

Kiểm tra: $12{,}5\% + 50\% + 32{,}5\% + 5\% = 100\%$ ✓.

🔵 Dạng 3 — Tính NGƯỢC tần số từ tần số tương đối:

Khi đã biết tần số tương đối $f_i$ và cỡ mẫu $n$, ta tính tần số: $m_i = f_i \cdot n$ ($f_i$ ở dạng thập phân).

Ví dụ — Tính ngược tần số

Cỡ mẫu $n = 2000$, tần số tương đối nhóm $[0;\, 0{,}5)$ là $15\%$. Tính tần số.

$m_1 =$$15\% \times 2000 = 0{,}15 \times 2000 = \mathbf{300}$.

🔵 Dạng 4 — Vẽ biểu đồ histogram (4 bước):

1
Tính tần số tương đối nếu chưa có.
2
Vẽ trục ngang ghi đầu mút các nhóm, trục đứng ghi $\%$.
3
Dựng các cột liền nhau, chiều cao $= f_i$.
4
Ghi giá trị, tên trục, tiêu đề.

🔵 Dạng 5 — Vẽ biểu đồ đoạn thẳng (4 bước):

1
Tính tần số tương đối $f_i$.
2
Tính giá trị đại diện $x_i = \dfrac{a_i + a_{i+1}}{2}$.
3
Xác định các điểm $(x_i;\, f_i)$, nối liên tiếp.
4
Ghi giá trị, tên trục, tiêu đề.
📌Mẹo nhớ phân biệt:
Histogram: cột kề nhau, không có khoảng cách.
Biểu đồ cột thường: cột có khoảng cách (cho dữ liệu rời rạc).
Biểu đồ đoạn thẳng: dùng giá trị đại diện, nối các điểm bằng đoạn thẳng.
5
Tổng kết & ôn tập thêm
Khái niệmNội dung
Nhóm số liệu $[a;\, b)$Gồm các giá trị $a \leq x < b$ ($a$ tính, $b$ không tính)
Bảng tần số ghép nhómLiệt kê các nhóm cùng tần số $m_i$
Tần số tương đối$f_i = \dfrac{m_i}{n} \cdot 100\%$ ; tổng $= 100\%$
HistogramBiểu đồ cột kề nhau (không có khoảng cách)
Giá trị đại diện$x_i = \dfrac{a_i + a_{i+1}}{2}$ (trung bình hai đầu mút)
Biểu đồ đoạn thẳngNối các điểm $(x_i;\, f_i)$ bằng đoạn thẳng
Tính ngược tần số$m_i = f_i \cdot n$ ($f_i$ dạng thập phân)
1
Điểm: 0/25
📊

Luyện tập về Bảng & Biểu đồ ghép nhóm!

25 câu · 6 dạng từ dễ đến khó

💡 Gợi ý
Thầy Võ Văn Trung

Thầy Võ Văn Trung

(Người kiểm duyệt, ra đề)

Chức vụ: Trưởng ban biên soạn môn Toán THCS

Trình độ: Cử nhân Sư phạm Toán, Chứng chỉ hạng II, Chứng chỉ Tin học, Ngoại ngữ A2

Kinh nghiệm: 10+ năm kinh nghiệm tại Trường THCS Nguyễn Du