高三下📊 資料與不確定性
常態分布
Normal Distribution
公式
68–95–99.7 法則
鐘形曲線。約 68% 的資料落在平均值 ±1 個標準差內,95% 在 ±2 個內。
白話解釋
常態分布是自然界最常見的分布形狀:身高、體重、測量誤差、考試成績大多接近它。
它的圖形是左右對稱的**鐘形曲線**,由兩個參數決定:**平均數 μ** 定位置(曲線中心)、**標準差 σ** 定胖瘦(σ 愈大愈扁平分散)。
最實用的是 **68–95–99.7 法則**: 約 **68%** 的資料落在 μ ± 1σ 之內; 約 **95%** 落在 μ ± 2σ 之內; 約 **99.7%** 落在 μ ± 3σ 之內。
所以某次考試平均 70 分、標準差 10 分時,約 68% 的人考 60 到 80 分之間,約 95% 在 50 到 90 分之間。超過 100 分或低於 40 分的人非常罕見(不到 0.3%)。
**標準化**(z 分數)z = (x − μ)/σ 把任何常態分布轉成平均 0、標準差 1 的標準常態,這樣就能查同一張表。z 分數的意義是「距離平均幾個標準差」,可以用來比較不同尺度的資料——數學考 80 分和英文考 75 分哪個比較好?換成 z 分數才比得出來。
**中央極限定理**是它如此普遍的原因:大量獨立隨機因素疊加起來,總和的分布會趨近常態,不管每個因素本身是什麼分布。
什麼時候用
品質管制、成績分析、信賴區間、任何大樣本的統計推論。
最容易錯的地方
- 把 68–95–99.7 的區間記錯(是 ±1σ、±2σ、±3σ)。
- 資料明顯偏態卻仍假設常態。
- z 分數公式分子分母顛倒。
例題 · 3 題
先自己算,再看解答——這樣才有效。
- 1
常態分布中,約有百分之幾的資料落在平均值 ±1 個標準差內?(只填數字)
- 2
平均 70、標準差 10,約 95% 的人分數落在 50 到多少之間?
- 3
x = 85、μ = 70、σ = 5,z 分數是多少?