Question

Difficulty: MediumMerkezi Yayılım Ölçüleri

Bir veri grubunun elemanları 33, 55, 77, 99 ve aa tam sayılarından oluşmaktadır.

Bu veri grubunun standart sapması 55 olduğuna göre, aa'nın alabileceği değerlerin toplamı kaçtır?

  1. A
    -12
  2. B
    6
  3. 12Answer
  4. D
    16
  5. E
    24

Answer

12
Verilen veri grubunun standart sapma formülü kurulup düzenlendiğinde a212a64=0a^2 - 12a - 64 = 0 denklemi elde edilir. Bu denklemin kökleri 16 ve -4'tür. Bu iki tam sayının toplamı 12'dir.

Step-by-Step Solution

1
Veri grubunun eleman sayısı (nn) ve aritmetik ortalaması (xˉ\bar{x}) ifade edilir.
Veri grubunda 55 eleman vardır (n=5n = 5). Aritmetik ortalama:
xˉ=3+5+7+9+a5=24+a5\bar{x} = \frac{3 + 5 + 7 + 9 + a}{5} = \frac{24 + a}{5}
Standart sapma hesaplanırken verilerin aritmetik ortalamadan sapmaları kullanılmaktadır.
2
Standart sapma formülü kullanılarak denklem kurulur.
Standart sapma s=5s = 5 olduğuna göre:
5=(3xˉ)2+(5xˉ)2+(7xˉ)2+(9xˉ)2+(axˉ)2515 = \sqrt{\frac{(3 - \bar{x})^2 + (5 - \bar{x})^2 + (7 - \bar{x})^2 + (9 - \bar{x})^2 + (a - \bar{x})^2}{5 - 1}}
Her iki tarafın karesi alınarak:
25=(3xˉ)2+(5xˉ)2+(7xˉ)2+(9xˉ)2+(axˉ)2425 = \frac{(3 - \bar{x})^2 + (5 - \bar{x})^2 + (7 - \bar{x})^2 + (9 - \bar{x})^2 + (a - \bar{x})^2}{4}
100=(3xˉ)2+(5xˉ)2+(7xˉ)2+(9xˉ)2+(axˉ)2100 = (3 - \bar{x})^2 + (5 - \bar{x})^2 + (7 - \bar{x})^2 + (9 - \bar{x})^2 + (a - \bar{x})^2 elde edilir.
Sapmaların kareler toplamı standart sapma ve eleman sayısı yardımıyla bulunur.
3
Kareler toplamı sadeleştirilerek aa değişkenine bağlı ikinci dereceden bir denklem elde edilir.
Matematiksel olarak (xixˉ)2=xi2nxˉ2\sum (x_i - \bar{x})^2 = \sum x_i^2 - n\bar{x}^2 ��zdeşliği kullanılır:
xi2=32+52+72+92+a2=164+a2\sum x_i^2 = 3^2 + 5^2 + 7^2 + 9^2 + a^2 = 164 + a^2
5xˉ2=5(24+a5)2=a2+48a+57655\bar{x}^2 = 5 \left(\frac{24+a}{5}\right)^2 = \frac{a^2 + 48a + 576}{5}
Bu ifadeler yerlerine yazıldığında:
164+a2a2+48a+5765=100164 + a^2 - \frac{a^2 + 48a + 576}{5} = 100
64+a2a2+48a+5765=064 + a^2 - \frac{a^2 + 48a + 576}{5} = 0
5(64+a2)(a2+48a+576)=05(64 + a^2) - (a^2 + 48a + 576) = 0
320+5a2a248a576=0320 + 5a^2 - a^2 - 48a - 576 = 0
4a248a256=04a^2 - 48a - 256 = 0
Her terim 4'e bölündüğünde:
a212a64=0a^2 - 12a - 64 = 0 denklemi elde edilir.
aa'nın değerlerini bulabilmek için denklem çarpanlarına ayrılabilecek forma getirilir.
4
Elde edilen ikinci dereceden denklem çözülerek aa değerlerinin toplamı bulunur.
a212a64=0    (a16)(a+4)=0a^2 - 12a - 64 = 0 \implies (a - 16)(a + 4) = 0
Buradan a=16a = 16 veya a=4a = -4 bulunur.
Değerlerin toplamı ise:
16+(4)=1216 + (-4) = 12 olarak bulunur.
(Alternatif olarak, kökler toplamı formülü olan ba-\frac{b}{a} kullanılarak toplam doğrudan 121=12-\frac{-12}{1} = 12 olarak bulunur.)
Denklemin kökleri belirlenerek istenen toplam hesaplanır.

Key Concept

Standart sapma formülü ve verilerin aritmetik ortalamadan sapmalarının kareleri toplamının hesaplanması.
Rate this question