Unit 5: Statistics

એકમ ૫: આંકડાશાસ્ત્ર

Mean Icon 5.1 Mean for ungrouped and grouped data

Definition

The Arithmetic Mean is the average of a given set of data. For ungrouped data, it is the sum of all observations divided by the number of observations. For grouped data, frequencies are used as weights.

Real-Life Application: Calculating the average test scores of polytechnic students to evaluate overall class performance.

વ્યાખ્યા

સમાંતર મધ્યક એ આપેલી માહિતીની સરેરાશ છે. અવર્ગીકૃત માહિતી માટે, તે બધા અવલોકનોના સરવાળાને કુલ સંખ્યા વડે ભાગીને મેળવવામાં આવે છે. વર્ગીકૃત માહિતીમાં આવૃત્તિનો ઉપયોગ થાય છે.

વ્યવહારુ ઉપયોગ: વર્ગના એકંદર પ્રદર્શનનું મૂલ્યાંકન કરવા માટે પોલિટેકનિકના વિદ્યાર્થીઓના સરેરાશ ગુણની ગણતરી કરવી.

Example 1: Ungrouped Data (અવર્ગીકૃત માહિતી)

Question: Find the mean of: 5, 8, 12, 15, 20. (મધ્યક શોધો.)

Solution (ઉકેલ): Here, \( n = 5 \)
Observation \( (x_i) \) 5 8 12 15 20 Total \( \sum x_i = 60 \)

\( \overline{x} = \frac{\sum x_i}{n} = \frac{60}{5} = 12 \)
Answer: \( \overline{x} = 12 \)

Example 2: Discrete Grouped Data (અસતત આવૃત્તિ વિતરણ)

Question: Find the mean. (મધ્યક શોધો.)

Solution (ઉકેલ):
\( x_i \) \( f_i \) \( f_i x_i \)
10220
205100
30260
40140
Total \( N = 10 \) \( \sum f_i x_i = 220 \)

\( \overline{x} = \frac{\sum f_i x_i}{N} = \frac{220}{10} = 22 \)
Answer: \( \overline{x} = 22 \)

Example 3: Continuous Grouped Data (વર્ગીકૃત માહિતી - Step Deviation)

Question: Find the mean. Class: 0-10, 10-20, 20-30, 30-40. Freq: 4, 6, 8, 2.

Solution (ઉકેલ): Let Assumed Mean \( A = 15 \) (Mid-value of 10-20), Class length \( c = 10 \).
Class Mid-value \( (x_i) \) Freq \( (f_i) \) \( d_i = \frac{x_i - 15}{10} \) \( f_i d_i \)
0-1054-1-4
10-2015 (A)600
20-3025818
30-4035224
Total \( N = 20 \) \( \sum f_i d_i = 8 \)

\( \overline{x} = A + \left(\frac{\sum f_i d_i}{N}\right) \times c \)
\( \overline{x} = 15 + \left(\frac{8}{20}\right) \times 10 = 15 + 4 = 19 \)
Answer: \( \overline{x} = 19 \)

Example 4: Missing Frequency (ખૂટતી આવૃત્તિ)

Question: Mean is 22. Find missing frequency k. (મધ્યક 22 છે. k શોધો.)

Solution (ઉકેલ):
\( x_i \) \( f_i \) \( f_i x_i \)
10220
20k20k
30390
40140
Total \( \sum f_i = 6 + k \) \( \sum f_i x_i = 150 + 20k \)

\( \overline{x} = \frac{\sum f_i x_i}{N} \Rightarrow 22 = \frac{150 + 20k}{6 + k} \)
\( 132 + 22k = 150 + 20k \Rightarrow 2k = 18 \Rightarrow k = 9 \)
Answer: \( k = 9 \)

SD Icon 5.2 Mean deviation and Standard deviation about Mean

Definition

Mean Deviation: The mean of the absolute deviations of observations from the arithmetic mean.
Standard Deviation: The square root of the variance, measuring the amount of variation or dispersion in a set of values.

Real-Life Application: Analyzing the variation in agricultural crop yields to predict future harvests accurately.

વ્યાખ્યા

સરેરાશ વિચલન: મધ્યકથી લીધેલા અવલોકનોના તફાવતોના નિરપેક્ષ મૂલ્યોની સરેરાશ.
પ્રમાણિત વિચલન: એ માહિતીના પ્રસારનું માપ દર્શાવે છે (વિચરણનું વર્ગમૂળ).

વ્યવહારુ ઉપયોગ: ભાવિ પાકની સચોટ આગાહી કરવા માટે કૃષિ પાકની ઉપજમાં થતા ફેરફારોનું વિશ્લેષણ કરવું.

Example 1: Standard Deviation - Ungrouped (અવર્ગીકૃત માહિતી)

Question: Find S.D. of 2, 4, 6, 8, 10. (પ્રમાણિત વિચલન શોધો.)

Solution (ઉકેલ): First, find Mean \( \overline{x} = \frac{30}{5} = 6 \).
\( x_i \) \( x_i - \overline{x} \) \( (x_i - \overline{x})^2 \)
2-416
4-24
600
824
10416
Total 0 \( \sum = 40 \)

\( \sigma = \sqrt{\frac{\sum (x_i - \overline{x})^2}{n}} = \sqrt{\frac{40}{5}} = \sqrt{8} \approx 2.828 \)
Answer: \( \sigma \approx 2.828 \)

Example 2: Standard Deviation - Grouped (વર્ગીકૃત માહિતી)

Question: Find S.D. Class: 0-10, 10-20, 20-30. Freq: 1, 2, 1.

Solution (ઉકેલ): Let Assumed Mean \( A = 15 \), Class length \( c = 10 \).
Class \( x_i \) \( f_i \) \( d_i = \frac{x_i-15}{10} \) \( f_i d_i \) \( f_i d_i^2 \)
0-1051-1-11
10-20152000
20-30251111
Total \( N = 4 \) \( \sum f_i d_i = 0 \) \( \sum f_i d_i^2 = 2 \)

\( \sigma = \sqrt{\frac{\sum f_i d_i^2}{N} - \left(\frac{\sum f_i d_i}{N}\right)^2} \times c \)
\( \sigma = \sqrt{\frac{2}{4} - 0^2} \times 10 = \sqrt{0.5} \times 10 = 0.707 \times 10 = 7.07 \)
Answer: \( \sigma = 7.07 \)

Example 3: Mean Deviation - Discrete Data (સરેરાશ વિચલન)

Question: Find Mean Deviation about Mean. \( x_i \): 2, 4, 6. \( f_i \): 3, 4, 3.

Solution (ઉકેલ):
\( x_i \) \( f_i \) \( f_i x_i \) \( |x_i - \overline{x}| \) \( f_i |x_i - \overline{x}| \)
23626
441600
631826
Total \( N = 10 \) \( \sum = 40 \) \( \sum = 12 \)

Mean \( \overline{x} = \frac{40}{10} = 4 \).
\( M.D. = \frac{\sum f_i |x_i - \overline{x}|}{N} = \frac{12}{10} = 1.2 \)
Answer: M.D. = 1.2

Interactive StatLab | આંકડાશાસ્ત્ર કેલ્ક્યુલેટર

Select your data type and enter your values. Click the specific button below to instantly generate a detailed step-by-step solution table for your calculation.