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सांख्यिकी

छोटे उत्तर प्रकार प्रश्न

1. वितरण के माध्य के संबंध में माध्य विचलन ज्ञात कीजिए।

आकार 20 21 22 23 24
आवृत्ति 6 4 5 1 4
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हल

आकार आवृत्ति $f _ {i} x _ {i}$ $d _ {i}=|x _ {i}-x|$ $f _ {i} d _ {i}$
20 6 120 1.65 9.90
21 4 84 0.65 2.60
22 5 110 0.35 1.75
23 1 23 1.35 1.35
24 4 96 2.35 9.40
कुल 20 433 25

$\bar{x}=\dfrac{\sum f _ {i} x _ {i}}{\sum f _ {i}}=\dfrac{433}{20}=21.65$

$MD=\dfrac{\sum f _ {i}\left|x _ {i}-\bar{x}\right|}{\sum f _ {i}}=\dfrac{25}{20}=1.25$

2. निम्नलिखित वितरण के माध्यानुसार माध्य विचलन ज्ञात कीजिए।

प्राप्त अंक 10 11 12 14 15
छात्रों की संख्या 2 3 8 3 4
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हल

प्राप्त अंक $f _ i$ $\boldsymbol{cf}$ $d _ i =\mid x _ i-M _ e\mid$ $f _ id _ i$
10 2 2 2 4
11 3 5 1 3
12 8 13 0 0
14 3 16 2 6
15 4 20 3 12
कुल $\sum f _ {i}=20$ $\sum f _ {i} d _ {i}=25$

$ M _ {e}=\left(\dfrac{20+1}{2}\right)^{th}\ \text{पद }=\dfrac{21}{2}=10.5^ {th} \text { पद } $

$ \therefore \quad M _ {e}=12 $

$ \therefore \quad M D=\dfrac{\sum f _ {i} d _ {i}}{\sum f _ {i}}=\dfrac{25}{20}=1.25$

3. पहले $n$ प्राकृतिक संख्याओं के समुच्चय के माध्य के संबंध में माध्य विचलन ज्ञात कीजिए जब $n$ एक विषम संख्या हो।

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हल

$ n $ एक विषम संख्या होने पर पहले प्राकृतिक संख्याओं को विचार करें, अर्थात् 1, 2, 3, 4, … $n$, [विषम]।

$ \text { Mean } \bar{x} =\dfrac{1+2+3+\ldots+n}{n}=\dfrac{n(n+1)}{2 n}=\dfrac{n+1}{2} \qquad\left[\because \quad \text { sum of first } n \text { natural numbers }=\dfrac{n(n+1)}{2}\right] $

$\therefore \quad \mathrm{MD} =\dfrac{\left|1-\dfrac{n+1}{2}\right|+\left|2-\dfrac{n+1}{2}\right|+\left|3-\dfrac{n+1}{2}\right|+\cdots+\left|n-\dfrac{n+1}{2}\right|}{n} $

$=\dfrac{\left|-\dfrac{n+1}{2}\right|+\left|2-\dfrac{n+1}{2}\right|+\cdots+\left|\dfrac{n-1}{2}-\dfrac{n+1}{2}\right|+\left|\dfrac{n+1}{2}-\dfrac{n+1}{2}\right|+\left|\dfrac{n+3}{2}-\dfrac{n+1}{2}\right| \cdots+\left|\dfrac{2 n-2}{2}-\dfrac{n+1}{2}\right|+\left|n-\dfrac{n+1}{2}\right|}{n}$

$=\dfrac{2}{n}\left[1+2+\ldots+\dfrac{n-3}{2}+\dfrac{n-1}{2} \right] $

$=\dfrac{2}{n} \left[\dfrac{\left(\dfrac{n-1}{2}\right) \left(\dfrac{n-1}{2}+1\right)}{2}\right] $

$=\dfrac{2}{n} \cdot \dfrac{1}{2} \left[\left(\dfrac{n-1}{2}\right) \left(\dfrac{n+1}{2}\right)\right]=\dfrac{1}{n} \left(\dfrac{n^{2}-1}{4}\right)=\dfrac{n^{2}-1}{4 n} $

4. पहले $n$ प्राकृतिक संख्याओं के समुच्चय के संबंध में माध्य के संबंध में माध्य विचलन की गणना करें जब $n$ एक सम संख्या हो।

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हल

मान लीजिए पहले $n$ प्राकृतिक संख्याएं हैं, जब $n$ एक सम संख्या हो, अर्थात $1,2,3,4, \ldots \ldots . n$।

$ \begin{aligned} \therefore \quad \text { Mean } \bar{x} & =\dfrac{1+2+3+\ldots+n}{n}=\dfrac{n(n+1)}{2 n}=\dfrac{n+1}{2} \\ \\ MD & =\dfrac{1}{n}\Bigg[\left|1-\dfrac{n+1}{2}\right|+\left|2-\dfrac{n+1}{2}\right|+\left|3-\dfrac{n+1}{2}\right|+\left|\dfrac{n-2}{2}-\dfrac{n+1}{2}\right|+\left|\dfrac{n}{2}-\dfrac{n+1}{2}\right| +\left|\dfrac{n+2}{2}-\dfrac{n+1}{2}\right|+\ldots+\left|n-\dfrac{n+1}{2}\right|\Bigg] \\ \\ & =\dfrac{1}{n}\Bigg[\left|\dfrac{1-n}{2}\right|+\left|\dfrac{3-n}{2}\right|+\left|\dfrac{5-n}{2}\right|+\ldots .+\left|\dfrac{-3}{2}\right|+\left|\dfrac{1}{2}\right|+\ldots+\left|\dfrac{n-1}{2}\right|\Bigg] \\ \\ & =\dfrac{2}{n} \Bigg[\dfrac{1}{2}+\dfrac{3}{2}+\ldots .+\dfrac{n-1}{2}\Bigg] \\ \\ `

& =\dfrac{1}{n} \cdot \dfrac{n^{2}}{2} \quad[\because \quad \text { पहले } n \text { विषम प्राकृतिक संख्याओं का योग }=n^{2}] \\ \\ & =\dfrac{1}{n} \cdot \dfrac{n^{2}}{4}=\dfrac{n}{4} \end{aligned} $

5. पहले $n$ प्राकृतिक संख्याओं के मानक विचलन की गणना कीजिए।

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$x _ i$ 1 2 3 4 5 $\ldots$ $\ldots$ $n$
$(x _ i)^2 $ 1 4 9 16 25 $\ldots$ $\ldots$ $n^{2}$

$ \begin{aligned} \Sigma x _ {i} & =1+2+3+4+\ldots+n=\dfrac{n(n+1)}{2} \\ \\ \text { और } \quad \sum x _ i^{2} & =1^{2}+2^{2}+3^{2}+\ldots+n^{2}=\dfrac{n(n+1)(2 n+1)}{6} \\ \\ \text { अब, }\quad SD & =\sqrt{\dfrac{\sum x _ i^{2}}{N}-(\dfrac{\sum x _ {i}{ }}{N})^{2}} \\ \\ & =\sqrt{\dfrac{n(n+1)(2 n+1)}{6 n}-\dfrac{n^{2}(n+1)^{2}}{4 n^{2}}} \\ \\ & =\sqrt{\dfrac{(n+1)(2 n+1)}{6}-\dfrac{(n+1)^{2}}{4}} \\ \\ & =\sqrt{\dfrac{2(2 n^{2}+3 n+1)-3(n^{2}+2 n+1)}{12}} \\ \\ & =\sqrt{\dfrac{4 n^{2}+6 n+2-3 n^{2}-6 n-3}{12}} \\ \\ & =\sqrt{\dfrac{n^{2}-1}{12}} \end{aligned} $

6. एक परीक्षा के पूर्ण करने में लिए गए समय के डेटा के माध्य और मानक विचलन की गणना निम्नलिखित परिणामों के साथ की गई है

निरीक्षण की संख्या $=25$, माध्य $=18.2$ सेकंड, मानक विचलन $=3.25$ सेकंड। इसके अलावा, एक अतिरिक्त सेट के 15 निरीक्षण $x _ 1 x _ 2 \ldots x _ {15}$, भी सेकंड में है, अब उपलब्ध है और हमें $\sum _ {i=1}^{15} x _ {i}=279$ और $\sum _ {i=1}^{15} x _ i^{2}=5524$ दिया गया है। सभी 40 निरीक्षणों के आधार पर मानक विचलन की गणना कीजिए।

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दिया गया है,

$n _ {i} =25, \bar x _ i=18.2, \sigma _ 1=3.25 \\ \\ $

$n _ 2 =15, \sum _ {i=1}^{15} x _ {i}=279 \text { और } \sum _ {i=1}^{15} x _ i^{2}=5524 $

पहले सेट के लिए,

$ \begin{aligned} \sum x _ {i} & =25 \times 18.2=455 \\ \\ \sigma _ 1^{2} & =\dfrac{\sum x _ i^{2}}{25}-(18.2)^{2} \\ \\ 25^{2} & =\dfrac{\sum x _ i^{2}}{25}-331.24 \\ \\

1.24 & =\dfrac{\sum x _ i^{2}}{25} \\ \\ \Sigma x _ i^{2} & =25 \times(10.5625) \\ \\ & =25 \times 341.8025 \\ \\ & =8545.0625 \end{aligned} $

$ \begin{matrix} \therefore \quad & \sigma _ 1^{2}=\dfrac{\Sigma x _ i^{2}}{25}-(18.2)^{2} \\ \\ \Rightarrow & (3.25)^{2}=\dfrac{\Sigma x _ i^{2}}{25}-331.24 \\ \\ \Rightarrow & 10.5625+331.24=\dfrac{\Sigma x _ i^{2}}{25} \\ \\ \Rightarrow & \Sigma x _ i^{2}=25 \times(10.5625+331.24) \end{matrix} $

40 अवलोकनों के संयोजित मानक विचलन के लिए $n=40$,

$ \begin{aligned} \text { अब } \quad \Sigma x _ i^{2} & =5524+8545.0625=14069.0625 \\ \\ \text { और } \quad \Sigma x _ {i} & =455+279=734 \\ \\ \therefore \quad SD &=\sqrt{\dfrac{14069.0625}{40}-(\dfrac{734}{40})^{2}} \\ \\ & =\sqrt{351.726-(18.35)^{2}} \\ \\ & =\sqrt{351.726-336.7225} \\ \\ & =\sqrt{15.0035}=3.87 \end{aligned} $

7. $n _ 1$ अवलोकनों के एक सेट के माध्य और मानक विचलन क्रमशः $\bar x _ 1$ और $s _ 1$ हैं, जबकि $n _ 2$ अवलोकनों के दूसरे सेट के माध्य और मानक विचलन क्रमशः $\bar x _ 2$ और $s _ 2$ हैं। सिद्ध कीजिए कि $(n _ 1+n _ 2)$ अवलोकनों के संयोजित सेट के मानक विचलन निम्नलिखित द्वारा दिया जाता है

$ SD={\sqrt{\dfrac{n _ 1(s _ 1)^{2}+n _ 2(s _ 2)^{2}}{n _ 1+n _ 2}+\dfrac{n _ 1 n _ 2(\bar x _ 1- \bar x _ 2)^{2}}{(n _ 1-n _ 2)^{2}}}} $

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दिया गया है: $ n _ {1} $ अवलोकनों के एक सेट के माध्य और मानक विचलन क्रमशः $ \bar{x} _ {1} $ और $ s _ {1} $ हैं, जबकि $ n _ {2} $ अवलोकनों के दूसरे सेट के माध्य और मानक विचलन क्रमशः $ \bar{x} _ {2} $ और $ s _ {2} $ हैं।

मान लीजिए $ s $ संयोजित सेट का मानक विचलन और $ \bar{x} $ संयोजित सेट का माध्य है।

$ \bar{x}=\dfrac{n _ {1} \bar{x} _ {1}+n _ {2} \bar{x} _ {2}}{n _ {1}+n _ {2}} \qquad…(1) $

यदि $ d _ {1}=\bar{x} _ {1}-\bar{x} $ और $ d _ {2}=\bar{x} _ {2}-\bar{x} $ है तो

$ s^{2}=\dfrac{1}{n _ {1}+n _ {2}}\left[n _ {1}\left(s _ {1}^{2}+d _ {1}^{2}\right)+n _ {2}\left(s _ {2}^{2}+d _ {2}^{2}\right)\right] \qquad…(2)

$

अब,

$d _ {1}^{2}=\left(\bar{x} _ {1}-\bar{x}\right)^{2}=\left\lbrace \bar{x} _ {1}-\dfrac{n _ {1} \bar{x} _ {1}+n _ {2} \bar{x} _ {2}}{n _ {1}+n _ {2}}\right\rbrace^{2}$

$ d _ {1}^{2}=\dfrac{n _ {1}^{2}\left(\bar{x} _ {1}-\bar{x} _ {2}\right)^{2}}{\left(n _ {1}+n _ {2}\right)^{2}}\qquad…(3) $

और $ d _ {2}^{2}=\left(\bar{x} _ {2}-\bar{x}\right)^{2} =\left\lbrace \bar{x} _ {2}-\dfrac{n _ {1} \bar{x} _ {1}+n _ {2} \bar{x} _ {2}}{n _ {1}+n _ {2}}\right\rbrace^{2}$

$ \qquad\quad=\dfrac{n _ {2}^{2}\left(\bar{x} _ {2}-\bar{x} _ {1}\right)^{2}}{\left(n _ {1}+n _ {2}\right)^{2}}=\dfrac{n _ {1}^{2}\left(\bar{x} _ {1}-\bar{x} _ {2}\right)^{2}}{\left(n _ {1}+n _ {2}\right)^{2}} \qquad…(4) $

(2), (3) और (4) से हमें प्राप्त होता है,

$ \begin{array}{l} s^{2}=\dfrac{1}{n _ {1}+n _ {2}} {\left[n _ {1}\left\lbrace s _ {1}^{2}+\dfrac{n _ {2}^{2}\left(\bar{x} _ {1}-\bar{x} _ {2}\right)^{2}}{\left(n _ {1}+n _ {2}\right)^{2}}\right\rbrace+n _ {2}\left\lbrace s _ {2}^{2}+\dfrac{n _ {1}^{2}\left(\bar{x} _ {1}-\bar{x} _ {2}\right)^{2}}{\left(n _ {1}+n _ {2}\right)^{2}}\right\rbrace\right]} \end{array} $

$ s^{2}=\dfrac{1}{n _ {1}+n _ {2}}\left[n _ {1} s _ {1}^{2}+n _ {2} s _ {2}^{2}+\dfrac{\left(\bar{x} _ {1}-\bar{x} _ {2}\right)^{2}}{\left(n _ {1}+n _ {2}\right)^{2}}\left(n _ {1} n _ {2}^{2}+n _ {2} n _ {1}^{2}\right)\right] $

$ s^{2}=\dfrac{1}{n _ {1} n _ {2}}\left[n _ {1} s _ {1}^{2}+n _ {2} s _ {2}^{2}+\dfrac{n _ {1} n _ {2}}{\left(n _ {1}+n _ {2}\right)}\left(\bar{x} _ {1}-\bar{x} _ {2}\right)^{2}\right] $

$ s=\sqrt{\dfrac{n _ {1} s _ {1}^{2}+n _ {2} s _ {2}^{2}}{n _ {1}+n _ {2}}+\dfrac{n _ {1} n _ {2}}{\left(n _ {1}+n _ {2}\right)^{2}}\left(\bar{x} _ {1}-\bar{x} _ {2}\right)^{2}} $ सिद्ध किया गया है।

8. 20 अवलोकनों के दो सेट हैं, जिनके समान मानक विचलन 5 है। पहले सेट का माध्य 17 है और दूसरे सेट का माध्य 22 है।

दिए गए दो सेटों के संयोजन द्वारा प्राप्त $x$ सेट के मानक विचलन का निर्धारण करें।

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दिया गया है, $n _ 1=20, \sigma _ 1=5, \bar x _ 1=17$ और $n _ 2=20, \sigma _ 2=5, \bar x _ 2=22$

हम जानते हैं कि, $\sigma=\sqrt{\dfrac{n _ 1 s _ 1^{2}+n _ 2 s _ 2^{2}}{n _ 1+n _ 2}+\dfrac{n _ 1 n _ 2(\bar x _ 1-\bar x _ 2)^{2}}{(n _ 1+n _ 2)^{2}}}$

$ \hspace {2.2cm}=\sqrt{\dfrac{20 \times(5)^{2}+20 \times(5)^{2}}{20+20}+\dfrac{20 \times 20(17-22)^{2}}{(20+20)^{2}}}$

$ \hspace {2.2cm}=\sqrt{\dfrac{1000}{40}+\dfrac{400 \times 25}{1600}}=\sqrt{25+\dfrac{25}{4}}$

$ \hspace {2.2cm}=\sqrt{\dfrac{125}{4}}=\sqrt{31.25}=5.59$

9. आवृत्ति बंटन

$\boldsymbol{x}$ $A$ $2 A$ $3 A$ $4 A$ $5 A$ $6 A$
$\boldsymbol{f}$ 2 1 1 1 1 1

जहाँ, $A$ एक धनात्मक पूर्णांक है, के विचलन के वर्ग का मान 160 है। $A$ का मान ज्ञात कीजिए।

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$x$ $f _ i$ $f _ i x _ i$ $f _ i x _ i^2$
$A$ 2 $2 A$ $2 A^{2}$
$2 A$ 1 $2 A$ $4 A^{2}$
$3 A$ 1 $3 A$ $9 A^{2}$
$4 A$ 1 $4 A$ $16 A^{2}$
$5 A$ 1 $5 A$ $25 A^{2}$
$6 A$ 1 $6 A$ $36 A^{2}$
कुल 7 $22 A$ $92 A^{2}$
$n=7$ $\Sigma f _ {i} n _ {i}=22 A$ $\Sigma f _ {i} n _ i^{2}=92 A^{2}$

$\therefore \quad \sigma^{2}=\dfrac{\Sigma f _ {i} x _ i^{2}}{n}-\left(\dfrac{\Sigma f _ {i} x _ {i}}{n}\right)^2 $

$\Rightarrow 160=\dfrac{92 A^{2}}{7}-(\dfrac{(22 A)}{7})^{2} $

$\Rightarrow 160=\dfrac{92 A^{2}}{7}-\dfrac{484 A^{2}}{49} $

$\Rightarrow 160=(644-484) \dfrac{A^{2}}{49} $

$\Rightarrow 160=\dfrac{160 A^{2}}{49} $

$ \Rightarrow A^{2}=49 $

$\therefore \quad A=7$

10. आवृत्ति बंटन

$\boldsymbol{x}$ 2 3 4 5 6 7
$\boldsymbol{f}$ 4 9 16 14 11 6

मानक विचलन ज्ञात कीजिए।

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$x _ i$ $f _ i$ $d _ i = x _ i - 4$ $f _ i d _ i$ $f _ i d _ i^2$
2 4 -2 -8 16
3 9 -1 -9 9
4 16 0 0 0
5 14 1 14 14
6 11 2 22 44
7 6 3 18 54
कुल 60 $\Sigma f _ {i} d _ {i}=37$ $\Sigma f _ {i} d _ i^{2}=137$

$\therefore \quad SD$ $ =\sqrt{\dfrac{\Sigma f _ {i} d _ i^{2}}{N}-\Big(\dfrac{\Sigma f _ {i} d _ i}{N}\Big)^{2}}$

$\qquad \qquad =\sqrt{\dfrac{137}{60}-\Big(\dfrac{37}{60}\Big)^{2}} $

$\qquad \qquad=\sqrt{2.2833-(0.616)^{2}} $

$\qquad \qquad=\sqrt{2.2833-0.3794} $

$\qquad \qquad =\sqrt{1.9037}=1.38$

11. एक कक्षा में 60 छात्र हैं। नीचे दिए गए छात्रों द्वारा एक परीक्षा में प्राप्त अंकों के आवृत्ति वितरण के बारे में निम्नलिखित जानकारी दी गई है।

अंक 0 1 2 3 4 5
आवृत्ति $x-2$ $x$ $x^{2}$ $(x+1)^{2}$ $2 x$ $x+1$

जहाँ, $x$ एक धनात्मक पूर्णांक है। अंकों का औसत और मानक विचलन ज्ञात कीजिए।

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$\therefore \quad$ आवृत्तियों का योग,

$\begin{aligned} & x-2+x+x^2+(x+1)^2+2 x+x+1=60 \\ \\ & \Rightarrow \quad 2 x-2+x^2+x^2+1+2 x+2 x+x+1=60 \\ \\ & \Rightarrow \quad 2 x^2+7 x=60 \\ \\ & \Rightarrow \quad 2 x^2+7 x-60=0 \\ \\ & \Rightarrow \quad 2 x^2+15 x-8 x-60=0 \\ \\ & \Rightarrow \quad x(2 x+15)-4(2 x+15)=0 \\ \\ & \Rightarrow \quad(2 x+15)(x-4)=0 \\ \\ & \Rightarrow x=-\dfrac{15}{2}, 4 \\ \\ & \Rightarrow x=-\dfrac{15}{2} \qquad \text { [असंभव है क्योंकि x धनात्मक है ]} \\ \\ & \end{aligned}$

$x _ i$ $f _ i$ $d _ i=x _ i-3$ $f _ i d _ i$ $f _ i d _ i^2$
0 2 -3 -6 18
1 4 -2 -8 16
2 16 -1 -16 16
$A=3$ 25 0 0 0
4 8 1 8 8
5 5 2 10 20
कुल $\Sigma f _ i=60$ $\Sigma f _ i d _ i=-12$ $\Sigma f _ i d _ i^2=78$

||||

$\begin{aligned} \text { Mean } & =A+\dfrac{\sum f _ i d _ i}{\Sigma f _ i}=3+\dfrac{-12}{60}=2.8 \\ \\ \sigma & =\sqrt{\dfrac{\sum f _ i d _ i^2}{\Sigma f _ i}-\Big(\dfrac{\sum f _ i d _ i)}{\Sigma f _ i}\Big)^2}=\sqrt{\dfrac{78}{60}-\Big(\dfrac{-12}{60}\Big)^2} \\ \\ & =\sqrt{1.3-0.04}=\sqrt{1.26}=1.12\end{aligned}$

12. 60 बल्बों के नमूने की औसत जीवन आयु $650$ घंटा और मानक विचलन $8$ घंटा थी। यदि एक दूसरे नमूने में 80 बल्बों की औसत जीवन आयु $660$ घंटा और मानक विचलन $7$ घंटा है, तो सभी बल्बों के मानक विचलन ज्ञात कीजिए।

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यहाँ, $n _ 1=60, \bar x _ 1=650, s _ 1=8$ और $n _ 2=80, \bar x _ 2=660, s _ 2=7$

$\therefore \quad \sigma =\sqrt{\dfrac{n _ 1 s _ 1{ }^{2}+n _ 2 s _ 2{ }^{2}}{n _ 1+n _ 2}+\dfrac{n _ 1 n _ 2(\bar x _ 1-\bar x _ 2)^{2}}{(n _ 1+n _ 2)^{2}}} $

$\hspace{1cm}=\sqrt{\dfrac{60 \times(8)^{2}+80 \times(7)^{2}}{60+80}+\dfrac{60 \times 80(650-660)^{2}}{(60+80)^{2}}} $

$\hspace{1cm}=\sqrt{\dfrac{6 \times 64+8 \times 49}{14}+\dfrac{60 \times 80 \times 100}{140 \times 140}} $

$\hspace{1cm}=\sqrt{\dfrac{192+196}{7}+\dfrac{1200}{49}}=\sqrt{\dfrac{388}{7}+\dfrac{1200}{49}} $

$\hspace{1cm}=\sqrt{\dfrac{2716+1200}{49}}=\sqrt{\dfrac{3916}{49}}$

$\hspace{1cm}=\dfrac{62.58}{7}=8.9 $

13. 100 आइटम के माध्य और मानक विचलन क्रमशः 50 और 4 हैं, तो सभी आइटम के योग और आइटम के वर्गों के योग ज्ञात कीजिए।

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$\Rightarrow \quad \dfrac{\sum \mathrm{x} _ {\mathrm{i}}}{100}=50 $

$\Rightarrow \quad \sum \mathrm{x} _ {\mathrm{i}}=5000 $

$\Rightarrow \quad \dfrac{\sum\left(\mathrm{x} _ {\mathrm{i}}-50\right)^{2}}{\mathrm{ ~ N}}=16 $

$\Rightarrow \quad \dfrac{\sum \mathrm{x} _ {\mathrm{i}}^{2}-100 \sum \mathrm{x} _ {\mathrm{i}}+2500}{100}=16 $

$\Rightarrow \quad \sum \mathrm{x} _ {\mathrm{i}}^{2}-100 \times 5000+2500=16 \times 100 $

$\Rightarrow \quad \sum \mathrm{x} _ {\mathrm{i}}^{2}=500000-900 $

$\Rightarrow \quad \therefore \quad \sum \mathrm{x} _ {\mathrm{i}}^{2}=499100 $

14. यदि वितरण के लिए $\Sigma(x-5)=3, \Sigma(x-5)^{2}=43$ और आइटम की कुल संख्या 18 है। माध्य और मानक विचलन ज्ञात कीजिए।

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दिया गया है,

$ \begin{aligned} n & =18, \Sigma(x-5)=3 \text { और } \Sigma(x-5)^{2}=43 \\ \\ & =5+\dfrac{3}{18}=5+0.1666=5.1666=5.17 \\ \\ \text { SD } & =\sqrt{\dfrac{\sum(x-5)^{2}}{n}-\Big(\dfrac{\sum(x-5)}{n}\Big)^{2}} \\ \\ & =\sqrt{\dfrac{43}{18}-\Big(\dfrac{3}{18}\Big)^2} \\ \\ & =\sqrt{2.3944-(0.166)^{2}}=\sqrt{2.3944-0.2755}=1.59 \end{aligned} $

$ \begin{aligned} & \therefore \quad \text { माध्य }=A+\dfrac{\sum(x-5)}{18} \end{aligned} $

15. नीचे दिए गए आवृत्ति बंटन के माध्य और विचलन ज्ञात कीजिए।

$\boldsymbol{x}$ $1 \leq x \leq 3$ $3 \leq x \leq 5$ $5 \leq x \leq 7$ $7 \leq x \leq 10$
$\boldsymbol{f}$ 6 4 5 1
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$x$ $f _ i$ $x _ i$ $f _ i x _ i$ $f _ i x _ i^2$
$1-3$ 6 2 12 24
$3-5$ 4 4 16 64
$5-7$ 5 6 30 180
$7-10$ 1 8.5 8.5 72.25
कुल $n=16$ $\Sigma f _ {i} x _ {i}=66.5$ $\Sigma f _ {i} x _ i^{2}=340.25$

$\therefore \quad $ माध्य $=\dfrac{\Sigma f _ {i} x _ {i}}{\Sigma f _ {i}}=\dfrac{66.5}{16}=4.15$

$ \begin{aligned} \text { विचलन } & =\sigma^{2}=\dfrac{\Sigma f _ {i} x _ i^{2}}{\Sigma f _ {i}}-\Big(\dfrac{\Sigma f _ {i} x _ {i}}{\Sigma f _ {i}}\Big)^2 \\ \\ & =\dfrac{340.25}{16}-(4.15)^{2} \\ \\ & =21.2656-17.2225=4.043 \end{aligned} $

लंबे उत्तर प्रकार के प्रश्न

16. नीचे दिए गए आवृत्ति बंटन के माध्य के संबंध में माध्य विचलन की गणना कीजिए।

वर्ग अंतराल $0-4$ $4-8$ $8-12$ $12-16$ $16-20$

| आवृत्ति | 4 | 6 | 8 | 5 | 2 | ||

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हल

$ \begin{array}{|c|c|c|c|c|c|} \hline \text{कक्षा अंतराल} & f _ i & x _ i & f _ i x _ i & d _ i=x _ i- \overline x \mid & f _ i d _ i \\ \hline 0-4 & 4 & 2 & 8 & 7.2 & 28.8 \\ 4-8 & 6 & 6 & 36 & 3.2 & 19.2 \\ 8-12 & 8 & 10 & 80 & 0.8 & 6.4 \\ 12-16 & 5 & 14 & 70 & 4.8 & 24.0 \\ 16-20 & 2 & 18 & 36 & 8.8 & 17.6 \\ \hline कुल & \Sigma f _ i=25 & & \Sigma f _ i x _ i=230 & & \Sigma f _ i d _ i=96 \\ \hline \end{array} $

$\begin{aligned} & \therefore \quad \text { औसत }=\dfrac{\Sigma f _ i x _ i}{\Sigma f _ i}=\dfrac{230}{25}=9.2 \\ \\ & \text { और } \quad \text { माध्य विचलन }=\dfrac{\Sigma f d _ i}{\Sigma f _ i}=\dfrac{96}{25}=3.84 \\ \\ & \end{aligned}$

17. निम्नलिखित आंकड़ों के माध्य विचलन की गणना करें।

कक्षा अंतराल $0-6$ $6-12$ $12-18$ $18-24$ $24-30$
आवृत्ति 4 5 3 6 2
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कक्षा अंतराल $f _ i$ $x _ i$ $cf$ $d _ i = \mid x _ i - \bar m _ d \mid$ $f _ i d _ i$
$0-6$ 4 3 4 11 44
6-12 5 9 9 5 25
$12-18$ 3 15 12 1 3
$18-24$ 6 21 18 7 42
$24-30$ 2 27 20 13 26
कुल 20 37 140

$N=20$ , $\dfrac{N}{2}=\dfrac{20}{2}=10$

अतः, माध्यिका वर्ग $12-18$ है।

$ \begin{aligned} \quad \text { माध्य } & =l+\dfrac{\dfrac{N}{2}-c f}{f} \times h \\ \\ & =12+\dfrac{6}{3}(10-9) \\ \\ & =12+2=14 \\ \\ MD & =\dfrac{\Sigma f _ {i} d _ {i}}{\Sigma f _ {i}}=\dfrac{140}{20}=7 \end{aligned} $

18. निम्नलिखित वितरण के औसत और मानक विचलन की गणना करें।

अंक 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

| आवृत्ति | 1 | 6 | 6 | 8 | 8 | 2 | 2 | 3 | 0 | 2 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 |

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अंक $f _ i$ $f _ i x _ i$ $d _ i = x _ i - \bar x$ $f _ i d _ i$ $f _ i d _ i^2$
2 1 2 $2-6=-4$ -4 16
3 6 18 $3-6=-3$ -18 54
4 6 24 $4-6=-2$ -12 24
5 8 40 $5-6=-1$ -8 8
6 8 48 $6-6=0$ 0 0
7 2 14 $7-6=1$ 2 2
8 2 16 $8-6=2$ 4 8
9 3 27 $9-6=3$ 9 27
10 0 0 $10-6=4$ 0 0
11 2 22 $11-6=5$ 10 50
12 1 12 $12-6=6$ 6 36
13 0 0 $13-6=7$ 0 0
14 0 0 $14-6=8$ 0 0
15 0 0 $15-6=9$ 0 0
16 1 16 $16-6=10$ 10 100
कुल $\boldsymbol{\Sigma} f _ {i}=40$ $\Sigma f _ {i} x _ {i}=239$ $\Sigma f _ {i} d _ {i}=-1$ $\Sigma f _ {i} x _ i^{2}=325$

$ \begin{aligned} & \therefore \quad \text { माध्य } \bar{x}=\dfrac{\Sigma f _ {i} x _ {i}}{\Sigma f _ {i}}=\dfrac{239}{40}=5.975 \approx 6 \\ \\ & \text { और } \\ \\ & \begin{aligned} \sigma & =\sqrt{\dfrac{\Sigma f _ {i} d _ i^{2}}{\Sigma f _ {i}}-\Big(\dfrac{\Sigma f _ {i} d _ i}{\Sigma f _ {i}}\Big)^{2}}=\sqrt{\dfrac{325}{40}-\Big(\dfrac{-1}{40}\Big)^{2}} \\ \\ & =\sqrt{8.125-0.000625}=\sqrt{8.124375}=2.85 \end{aligned} \end{aligned} $

19. 70 जारों में कॉफी के भार को निम्नलिखित तालिका में दिखाया गया है

भार (ग्राम में) आवृत्ति
$200-201$ 13
$201-202$ 27
$202-203$ 18
$203-204$ 10
$204-205$ 1
$205-206$ 1

उपरोक्त वितरण के विचलन और मानक विचलन का निर्धारण करें।

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Cl $f _ {i}$ $x _ {i}$ $d _ {i}=x _ {i}-\bar{x}$ $f _ {i} d _ {i}$ $f _ {i} d _ i^{2}$
200-201 13 200.5 -2 -26 52
$201-202$ 27 201.5 -1 -27 27

| 202-203 | 18 | 202.5 | 0 | 0 | 0 | | 203-204 | 10 | 203.5 | 1 | 10 | 10 | | 204-205 | 1 | 204.5 | 2 | 2 | 4 | | 205-206 | 1 | 205.5 | 3 | 3 | 9 | |कुल|$\Sigma f _ {i}=70$|||$\Sigma f _ {i} d _ {i}=-38$|$\Sigma f _ {i} d _ i^{2}=102$|

अब,

$\sigma^2 ={\dfrac{\Sigma f _ {i} d _ i^{2}}{\Sigma f _ {i}}-\Big(\dfrac{\Sigma f _ {i} d _ i}{\Sigma f _ {i}}\Big)^{2}}$

$\quad =1.4571-0.2916=1.1655 \\ \\ \therefore \quad SD, \sigma =\sqrt{1.1655}=1.08 $

20. एक समांतर श्रेणी (AP) के पहले $n$ पदों का माध्य और मानक विचलन ज्ञात कीजिए जिसका पहला पद $a$ है और सार्व अंतर $d$ है।

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$x _ i$ $xx _ i - a$ $(x _ i - a)^2$
$a$ 0 0
$a+d$ $d$ $d^{2}$
$a+2 d$ $2 d$ $4 d^{2}$
$\ldots \ldots$ $\ldots \ldots$ $\ldots \ldots$.
$\ldots \ldots$ $\ldots \ldots$. $\ldots \ldots$.
$\ldots \ldots$ $\ldots \ldots$. $\ldots \ldots$.
$a+(n-1) d$ $(n-1) d$ $(n-1)^{2} d^{2}$

$\sum x _ {i}=\dfrac{n}{2}[2 a+(n-1)]$

माध्य $=\dfrac{\sum x _ {i}}{n}=\dfrac{1}{n} \dfrac{n}{2}(2 a)+(n-1) d$ $=$ $a+\dfrac{(n-1)}{2} d$

$ \begin{aligned} \Sigma(x _ {i}-a) & =d[1+2+3+\ldots+(n-1) d] \\ \\ & =d \dfrac{(n-1) n}{2} \\ \\ \text { और } \quad \sum(x _ {i}-a)^{2} & =d^{2}[1^{2}+2^{2}+3^{2}+\ldots+(n-1)^{2}] \\ \\ & =\dfrac{d^{2}(n-1) n(2 n-1)}{6} \\ \\ \sigma & =\sqrt{\dfrac{\sum(x _ {i}-a)^{2}}{n}-\Big(\sum\dfrac{x _ {i}-a}{n}\Big)^{2}} \\ \\ & =\sqrt{\dfrac{d^{2}(n-1)(n)(2 n-1)}{6 n}-\Big(\dfrac{d(n-1) n{ }}{2n }\Big)^{2}} \\ \\ & =\sqrt{\dfrac{d^{2}(n-1)(2 n-1)}{6}-\dfrac{d^{2}{n^2}(n-1)^{2}}{4n^2}} \\ \\ & =d \sqrt{\dfrac{(n-1)(2 n-1)}{6}-\dfrac{(n-1)^{2}}{4}} \\ \\ & =d \sqrt{\dfrac{(n-1)}{2} \Big(\dfrac{2 n-1}{3}-\dfrac{n-1}{2}\Big)} \\ \\ & =d \sqrt{\dfrac{(n-1)}{2} \Big(\dfrac{4 n-2-3 n+3}{6}\Big)} \\ \\ & =d \sqrt{\dfrac{(n-1)(n+1)}{12}}=d \sqrt{\dfrac{(n^{2}-1)}{12}} \end{aligned} $

21. निम्नलिखित दो छात्रों रावि और हाशिना द्वारा 10 परीक्ष में 100 अंकों में प्राप्त किए गए अंक हैं

रावि 25 50 45 30 70 42 36 48 35 60
हाशिना 10 70 50 20 95 55 42 60 48 80

कौन अधिक बुद्धिमान है और कौन अधिक सांतरता रखता है?

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रावि के लिए,

$x _ i$ $d _ i = x _ i - 45$ $d _ i^2$
25 -20 400
50 5 25
45 0 0
30 -15 225
70 25 625
42 -3 9
36 -9 81
48 3 9
35 -10 100
60 15 225
कुल $\boldsymbol{\Sigma} d _ {i}=-14$ $\Sigma d^{2} _ {i}=1699$

अब,

$ \begin{aligned} \sigma & =\sqrt{\dfrac{\Sigma d^{2} _ i}{n}-\Big(\dfrac{\Sigma d _ {i}{ }}{n}\Big)^{2}} \\ \\ & =\sqrt{\dfrac{1699}{10}-\Big(\dfrac{-14}{10}\Big)^{2}}=\sqrt{169.9-1.96} \\ \\ & =\sqrt{167.94}=12.96 \\ \\ \bar{x} & =A+\dfrac{\Sigma d _ {i}}{\Sigma f _ {i}}=45-\dfrac{14}{10}=43.6 \end{aligned} $

हाशिना के लिए,

$x _ i$ $d _ i = x _ i - 55$ $d _ i^2$
10 -45 2025
70 25 625
50 -5 25
20 -35 1225
95 40 1600
55 0 0
42 -13 169
60 5 25
48 -7 49
80 25 625
कुल $\boldsymbol{\Sigma} d _ {i}=0$ $\sum d _ i^{2}=6368$

$ \begin{aligned} & \because \quad \quad \text { Mean }=55 \\ \\ & \therefore \quad \sigma=\sqrt{\dfrac{6368}{10}}=\sqrt{636.8}=25.2 \\ \\ & CV=\dfrac{\sigma}{\bar{x}} \times 100=\dfrac{12.96}{43.6} \times 100=29.72 \\ \\ & CV=\dfrac{\sigma}{\bar{x}} \times 100=\dfrac{25.2}{55} \times 100=45.89 \end{aligned} $

इसलिए, हाशिना अधिक सांतरता रखती है और अधिक बुद्धिमान है।

22. 100 अवलोकनों के माध्य और मानक विचलन क्रमशः 40 और 10 पाए गए थे। गणना के समय दो अवलोकनों को क्रमशः 30 और 70 के स्थान पर 3 और 27 के रूप में गलत लिया गया था, तो सही मानक विचलन ज्ञात कीजिए।

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दिया गया है, $ \quad n =100, \bar{x}=40, \sigma=10 \text { और } \bar{x}=40 $

$\therefore \quad \dfrac{\sum x _ {i}}{n} =40$

$\Rightarrow \quad \dfrac{\Sigma x _ {i}}{100}=40$

$\Rightarrow\quad \Sigma x _ {i} =4000$

$ \begin{aligned} \text { सही } \Sigma x _ {i} & =4000-30-70+3+27 \\ \\ & =4030-100=3930 \\ \\ \text { सही औसत } & =\dfrac{2930}{100}=39.3 \end{aligned} $

$ \begin{aligned} \sigma^{2} & =\dfrac{\Sigma x _ i^{2}}{n}-(40)^{2} \\ \\ 100 & =\dfrac{\Sigma x _ i^{2}}{100}-1600 \\ \\ \Sigma x _ i^{2} & =170000 \end{aligned} $

सही $\Sigma x _ i^{2}=170000-(30)^{2}-(70)^{2}+3^{2}+(27)^{2}$

$ \begin{aligned} & =164939 \\ \\ \text { सही } \sigma & =\sqrt{\dfrac{164939}{100}-(39.3)^{2}} \\ \\ & =\sqrt{1649.39-39.3 \times 39.3} \\ \\ & =\sqrt{1649.39-1544.49} \\ \\ & =\sqrt{104.9}=10.24 \end{aligned} $

23. 10 पाठों के औसत और विचलन की गणना करते समय, एक छात्र ने सही पाठ 25 के बजाय 52 का उपयोग गलत रूप से किया। उसने औसत और विचलन के मान क्रमशः 45 और 16 प्राप्त किए। सही औसत और विचलन ज्ञात कीजिए।

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$ \begin{array}{l} \operatorname{औसत}(\bar{x})=45 \\ \\ \text { विचलन }=\left(\sigma^{2}\right)=16 \\ \\ n=10 \end{array} $

हम जानते हैं, $ \operatorname{औसत}(\bar{x})=\dfrac{\sum x}{n} $

$ \Rightarrow \Sigma x=45 x _ {10}=450 $

अब, गलत पाठ 52 को 25 से बदलते हुए, हमें प्राप्त होता है,

$ \sum x(\text { सही })=450-52+25=423 $

$ \therefore \quad \text { सही औसत }(\bar{x})=\dfrac{\sum x(\text { सही })}{n}=\dfrac{423}{10} $

$ \text { सही औसत }(\bar{x})=42.3 $

अब, दिया गया विचलन $ =16 $

$ \begin{array}{l} \therefore \quad \dfrac{\sum x^{2}}{n}-\left(\dfrac{\sum x}{n}\right)^{2}=\sigma^{2}=16 \\ \\ \Rightarrow\quad \dfrac{\sum x^{2}}{10}-\left(\dfrac{450}{10}\right)^{2}=16 \\ \\ \Rightarrow\quad \sum x^{2}=20410 \end{array} $

अब, गलत पाठ 52 को 25 से बदलते हुए हमें प्राप्त होता है,

$ \begin{array}{l} \Sigma x^{2}=20410-(52)^{2}+(25)^{2} \\ \\ \Sigma x^{2}=18331 \end{array} `

$

अतः, सुधरा विचलन $ \sigma^{2}=\dfrac{\sum x^{2} \text { (सुधरा) }}{n}-\left(\dfrac{\sum x}{n}\right)^{2} $

$ \begin{aligned} & \qquad =\dfrac{18331}{10}-\left(\dfrac{423}{10}\right)^{2} \\ \\ \text { सुधरा विचलन } & =43.81 \end{aligned} $

वस्तुनिष्ठ प्रश्न

24. आंकड़ों $3,10,10,4,7,10,5$ के माध्य से विचलन है

(a) 2

(b) 2.57

(c) 3

(d) 3.75

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(b) दिया गया, अवलोकन $3,10,10,4,7,10$ और $5$ हैं।

यहाँ, $n=7,\bar x=\dfrac{3+10+10+4+7+10+5}{7}=7$

$x _ {i}$ $d _ {i}=x _ {i}-\bar{x}$
3 4
10 3
10 3
4 3
7 0
10 3
5 2
कुल $\Sigma d _ {i}=18$

अब, $MD=\dfrac{\sum d _ {i}}{N}=\dfrac{18}{7}=2.57$

  • विकल्प (a) गलत है क्योंकि दिए गए आंकड़ों से गणना किया गया माध्य विचलन 2 नहीं है। सही माध्य विचलन 2.57 है।
  • विकल्प (c) गलत है क्योंकि दिए गए आंकड़ों से गणना किया गया माध्य विचलन 3 नहीं है। सही माध्य विचलन 2.57 है।
  • विकल्प (d) गलत है क्योंकि दिए गए आंकड़ों से गणना किया गया माध्य विचलन 3.75 नहीं है। सही माध्य विचलन 2.57 है।

25. $n$ अवलोकन $x _ 1, x _ 2, \ldots, x _ {n}$ के अपने माध्य $\bar{x}$ से माध्य विचलन द्वारा दिया गया है

(a) $\sum _ {i=1}^{n}(x _ {i}-\bar{x})$

(b) $\dfrac{1}{n} \sum _ {i=1}^{n}|x _ {i}-\bar{x}|$

(c) $\sum _ {i=1}^{n}(x _ {i}-\bar{x})^{2}$

(d) $\dfrac{1}{n} \sum _ {i=1}^{n}(x _ {i}-\bar{x})^{2}$

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(b) $MD=\dfrac{1}{n} \sum _ {i=1}^{n}|x _ {i}-\bar{x}|$

  • विकल्प (a): $\sum _ {i=1}^{n}(x _ {i}-\bar{x})$ गलत है क्योंकि माध्य से विचलनों के योग हमेशा शून्य होता है। इसका कारण माध्य के गुणधर्म है, जो डेटा बिंदुओं को संतुलित करता है ताकि धनात्मक और ऋणात्मक विचलन एक दूसरे को बर्बाद कर दें।

  • विकल्प (c): $\sum _ {i=1}^{n}(x _ {i}-\bar{x})^{2}$ गलत है क्योंकि यह माध्य से विचलनों के वर्गों के योग को दर्शाता है, जो विचलन के विचरण की गणना के लिए उपयोग किया जाता है, न कि माध्य विचलन।

  • विकल्प (d): $\dfrac{1}{n} \sum _ {i=1}^{n}(x _ {i}-\bar{x})^{2}$ गलत है क्योंकि यह माध्य के संबंध में वर्गीकृत विचलन का औसत दर्शाता है, जो विचलन के औसत की परिभाषा नहीं है, बल्कि विचरण की परिभाषा है।

26. परीक्षण के दौरान 5 बल्बों के जीवन (घंटो में) निम्नलिखित रूप में नोट किए गए थे

$ 1357,1090,1666,1494,1623 $

उनके माध्य से औसत विचलन (घंटो में) है

(a) 178

(b) 179

(c) 220

(d) 356

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(a) चूंकि, 5 बल्बों के जीवन 1357, 1090, 1666, 1494 और 1623 हैं।

$ \begin{aligned} \therefore \quad \text { माध्य } & =\dfrac{1357+1090+1666+1494+1623}{5} \\ \\ & =\dfrac{7230}{5}=1446 \end{aligned} $

$x _ {\boldsymbol{i}}$ $d _ i = \mid x _ i - \bar x \mid$
1357 89
1090 356
1666 220
1494 48
1623 177
कुल $\sum d _ {i}=890$
MD $=\dfrac{\Sigma d _ {i}}{N}=\dfrac{890}{5}=178$
  • विकल्प (b) 179 गलत है क्योंकि दिए गए डेटा से गणना किए गए सही माध्य विचलन 178 है, न कि 179। माध्य से विचलन के अंतर का योग 890 है, और इसे बल्बों की संख्या (5) से विभाजित करने पर 178 प्राप्त होता है।

  • विकल्प (c) 220 गलत है क्योंकि यह एक बल्ब (1666) के माध्य से अंतर को दर्शाता है, न कि सभी बल्बों के माध्य विचलन को।

  • विकल्प (d) 356 गलत है क्योंकि यह एक बल्ब (1090) के माध्य से अंतर को दर्शाता है, न कि सभी बल्बों के माध्य विचलन को।

27. निम्नलिखित 9 छात्रों द्वारा गणित के परीक्षा में प्राप्त अंक $50,69,20,33,53,39,40,65,59$ हैं

माध्यांक से माध्य विचलन है

(a) 9

(b) 10.5

(c) 12.67

(d) 14.76

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(c) चूंकि, 9 छात्रों द्वारा गणित के परीक्षा में प्राप्त अंक 50, 69, 20, 33, 53, 39, 40, 65 और 59 हैं।

दिए गए डेटा को आरोही क्रम में लिखें।

$20,33,39,40,50,53,59,65,69$,

यहाँ, $n=9 \ [विषम]$

$\therefore \quad $ माध्यांक $=\dfrac{9+1}{2}$ वें अंक $=5$ वें अंक

$M _ e=50$

| $x _ i$ | $d _ i = \mid x _ i - Me \mid $ | |

| :—: | :—: | :—: | | 20 | 30 | | | 33 | 17 | | | 39 | 11 | | | 40 | 10 | | | 50 | 0 | | | 53 | 3 | | | 59 | 9 | | | 65 | 15 | | | 69 | 19 | | | | $\Sigma d _ {i}=114$ | | | MD $=\dfrac{114}{9}=12.67$ | | |

$\therefore \quad \text{विकल्प (c) सही है।}$

28. डेटा $6,5,9,13,12,8$ और 10 के मानक विचलन है

(a) $\sqrt{\dfrac{52}{7}}$

(b) $\dfrac{52}{7}$

(c) $\sqrt{6}$

(d) 6

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(a) दिया गया, डेटा 6, 5, 9, 13, 12, 8 और 10 हैं।

$\begin{array}{|c|c|} \hline x _ i & x _ i^2 \\ \hline 6 & 36 \\ 5 & 25 \\ 9 & 81 \\ 13 & 169 \\ 12 & 144 \\ 8 & 64 \\ 10 & 100 \\ \hline \Sigma x _ i=6 3 & \Sigma x _ i^ 2=619 \\ \hline \end{array}$

$\begin{aligned} \therefore \quad \mathrm{SD} & =\sigma=\sqrt{\dfrac{\Sigma x _ i^2}{N}-{\Big(\dfrac{\Sigma x _ i}{N}}\Big)^2}=\sqrt{\dfrac{619}{7}-\Big(\dfrac{63}{7}\Big)^2} \\ \\ & =\sqrt{\dfrac{7 \times 619-3969}{49}} \\ \\ & =\sqrt{\dfrac{4333-3969}{49}} \\ \\ & =\sqrt{\dfrac{364}{49}}=\sqrt{\dfrac{52}{7}}\end{aligned}$

$\therefore \quad \text{विकल्प (a) सही है।}$

29. यदि $x _ 1, x _ 2, \ldots, x _ {n}$ n अवलोकन हों और $\bar{x}$ उनका अंकगणितीय माध्य हो, तो मानक विचलन के फॉर्मूला के द्वारा दिया गया है

(a) $\Sigma(x _ {i}-\bar{x})^{2}$

(c) $\sqrt{\dfrac{\sum(x _ {i}-\bar{x})^{2}}{n}}$

(b) $\dfrac{\Sigma(x _ {i}-\bar{x})^{2}}{n}$

(d) $\sqrt{\dfrac{\sum x _ i^{2}}{n}+\bar x^{-2}}$

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(c) मानक विचलन द्वारा दिया गया है $ \sigma=\sqrt{\dfrac{\sum(x _ {i}-\bar{x})^{2}}{n}} $

  • विकल्प (a) $\Sigma(x _ {i}-\bar{x})^{2}$ गलत है क्योंकि यह माध्य से विचलन के वर्गों के योग को दर्शाता है, न कि मानक विचलन। मानक विचलन के लिए इन वर्ग विचलनों के औसत के वर्गमूल की आवश्यकता होती है।

  • विकल्प (b) $\dfrac{\Sigma(x _ {i}-\bar{x})^{2}}{n}$ गलत है क्योंकि यह विचलन के वर्ग के औसत को दर्शाता है, न कि मानक विचलन। मानक विचलन विचलन के वर्ग के औसत का वर्गमूल होता है।

  • विकल्प (d) $\sqrt{\dfrac{\sum x _ i^{2}}{n}+\bar x^{-2}}$ गलत है क्योंकि यह मानक विचलन के सूत्र को सही तरीके से प्रस्तुत नहीं करता। $\bar x^{-2}$ मानक विचलन के सूत्र के हिस्सा नहीं है और सही सूत्र माध्य से विचलन के वर्ग के योग को निरपेक्ष नहीं देखता है, बल्कि अवलोकन के वर्ग के योग को अवलोकन की संख्या से विभाजित करता है।

30. यदि 100 अवलोकनों का औसत 50 है और उनका मानक विचलन 5 है, तो सभी अवलोकनों के वर्ग के योग है

(a) 50000

(b) 250000

(c) 252500

(d) 255000

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(c) दिया गया है,

$\bar{x}=50, n =100 \text { और } \sigma=5 $

$\Sigma x _ i^{2} =? $

$\bar{x} =\dfrac{\Sigma x _ {i}}{n}$

$\Rightarrow \quad 50=\dfrac{\Sigma x _ {i}}{100} $

$\therefore \quad \Sigma x _ {i}=50 \times 100=5000$

$ \begin{aligned} & \text { अब, } \\ \\ & \Rightarrow \sigma=\sqrt{\dfrac{\Sigma x _ i^{2}}{n}-\dfrac{\sum x _ {i}{ }^{2}}{n}} \\ \\ & \Rightarrow \sigma^{2}=\dfrac{\sum x _ i^{2}}{n}-(\bar{x})^{2} \\ \\ & \Rightarrow \quad 25=\dfrac{\Sigma x _ i^{2}}{100}-(50)^{2} \\ \\ & \Rightarrow 25=\dfrac{\Sigma x _ i^{2}}{100}-2500 \\ \\ & \Rightarrow \quad 2525=\dfrac{\Sigma x _ i^{2}}{100} \\ \\ & \therefore \quad \Sigma x _ i^{2}=252500 \end{aligned} $

$\therefore \quad \text{विकल्प (c) सही है।}$

31. यदि $a, b, c, d$ और $e$ अवलोकन हों जिनका औसत $m$ और मानक विचलन $s$ है, तो अवलोकन $a+k$, $b+k, c+k, d+k$ और $e+k$ के मानक विचलन क्या होगा?

(a) $s$

(b) $k s$

(c) $s+k$

(d) $\dfrac{s}{k}$

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(a) दिए गए अवलोकन $a, b, c, d$ और $e$ हैं।

$ \begin{aligned} \text { औसत } & =m=\dfrac{a+b+c+d+e}{5} \\ \\ \Sigma x _ {i} & =a+b+c+d+e=5 m \\ \\ \text { अब, } & \\ \\ \text { औसत } & =\dfrac{a+k+b+k+c+k+d+k+e+k}{5} \\ \\ & =\dfrac{(a+b+c+d+e)+5 k}{5}=m+k \\ \\ \therefore \quad SD & =\sqrt{\dfrac{\sum(x _ {i}+k)^{2}}{n}-(m+k)^{2}} \\ \\

& =\sqrt{\dfrac{\sum(x _ i^{2}+k^{2}+2 k x _ {i})}{n}-(m^{2}+k^{2}+2 m k)} \\ \\ & =\sqrt{\dfrac{\Sigma x _ i^{2}}{n}-m^{2}+\dfrac{2 k \Sigma x _ {i}}{n}-2 m k} \\ \\ & =\sqrt{\dfrac{\Sigma x _ i^{2}}{n}-m^{2}+2 k m-2 m k} \quad \left[\because \quad \dfrac{\Sigma x _ {i}}{n}=m\right] \\ \\ & =\sqrt{\dfrac{\Sigma x _ i^{2}}{n}-m^{2}} \\ \\ & =s \end{aligned} $

$\therefore \quad \text{विकल्प (a) सही है।}$

32. यदि $x _ 1, x _ 2, x _ 3, x _ 4$ और $x _ 5$ के अवलोकनों का औसत $m$ और मानक विचलन $s$ हो, तो $k x _ 1, k x _ 2$, $k x _ 3, k x _ 4$ और $k x _ 5$ के अवलोकनों का मानक विचलन है

(a) $k+s$

(b) $\dfrac{s}{k}$

(c) $k s$

(d) $s$

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हल

(c) यहाँ,

$ \begin{aligned} m & =\dfrac{\Sigma x _ {i}}{5}, s=\sqrt{\dfrac{\Sigma x _ i^{2}}{5}-\Big(\dfrac{\Sigma x _ {i}}{5}\Big)^2} \\ \\ SD & =\sqrt{\dfrac{k^{2} \Sigma x _ i^{2}}{5}-\Big(\dfrac{k \Sigma x _ {i}{ }}{5}\Big)^{2}} \\ \\ & =\sqrt{\dfrac{k^{2} \Sigma x _ i^{2}}{5}-k^{2} \Big(\dfrac{\Sigma x _ i}{5})^{2}} \\ \\ & =k\sqrt{\dfrac{\Sigma x _ i^{2}}{5}-{\left(\dfrac{\Sigma x _ {i}}{5}\right)^{2}}}=k s \end{aligned} $

$\therefore \quad \text{विकल्प (c) सही है।}$

33. मान लीजिए $x _ 1, x _ 2, \ldots x _ {n}$ $n$ अवलोकन हैं। मान लीजिए $w _ {i}=l x _ {i}+k$ जहाँ $i=1,2, \ldots, n$, जहाँ $l$ और $k$ स्थिरांक हैं। यदि $x _ {i}{ }^{\prime} s$ का औसत 48 है और उनका मानक विचलन 12 है, $w _ {i}{ }^{\prime} s$ का औसत 55 है और $w _ {i}$ का मानक विचलन 15 है, तो $l$ और $k$ के मान होंगे

(a) $l=1.25, k=-5$

(b) $l=-1.25, k=5$

(c) $l=2.5, k=-5$

(d) $l=2.5, k=5$

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हल

(a) दिया गया है, $w _ {i}=x _ {i}+k, \bar x _ i=48, s x _ {i}=12, w _ {i}=55$ और $s w _ {i}=15$

तब, $\quad \bar w _ i=\bar x _ i+k $

[जहाँ, $\bar w _ i$ $w _ {i}$ का औसत है और $\bar x _ i$ $x _ {i}{ }^{\prime} s$ का औसत है ]

$\Rightarrow \quad 55=48+k \qquad…(i)$

अब, $\quad \text{SD of } w _ {i}= \text{ SD of } x _ {i}$

$\Rightarrow \quad 15=12$

$\Rightarrow \quad l=\dfrac{15}{12} =1.25\qquad…(ii) $

समीकरण (i) और (ii) से,

$k=55-1.25 \times 48=-5$

$\therefore \quad \text{विकल्प (a) सही है।}$

34. पहली प्राकृतिक संख्याओं के मानक विचलन है

(a) 5.5

(b) 3.87

(c) 2.97

(d) 2.87

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(d) हम जानते हैं कि, पहली $n$ प्राकृतिक संख्याओं के मानक विचलन $=\sqrt{\dfrac{n^{2}-1}{12}}$

$\therefore \quad $ पहली 10 प्राकृतिक संख्याओं के मानक विचलन $=\sqrt{\dfrac{(10)^{2}-1}{12}}$

$ \hspace{4.6cm}=\sqrt{\dfrac{100-1}{12}}=\sqrt{\dfrac{99}{12}} $

$\hspace{4.6cm}=\sqrt{8.25}=2.87 $

  • विकल्प (a) 5.5 गलत है क्योंकि पहली 10 प्राकृतिक संख्याओं के मानक विचलन की गणना सूत्र $\sqrt{\dfrac{n^{2}-1}{12}}$ का उपयोग करके की जाती है, जो 5.5 नहीं देता।

  • विकल्प (b) 3.87 गलत है क्योंकि, पहली 10 प्राकृतिक संख्याओं के लिए सूत्र $\sqrt{\dfrac{n^{2}-1}{12}}$ के उपयोग से परिणाम 3.87 नहीं होता।

  • विकल्प (c) 2.97 गलत है क्योंकि पहली 10 प्राकृतिक संख्याओं के लिए सूत्र $\sqrt{\dfrac{n^{2}-1}{12}}$ के उपयोग से सही परिणाम 2.87 होता है, न कि 2.97।

35. संख्याओं $1,2,3,4,5,6,7,8,9$, और 10 को विचार करें। यदि प्रत्येक संख्या में 1 जोड़ दिया जाए, तो प्राप्त संख्याओं के विचरण है

(a) 6.5

(b) 2.87

(c) 3.87

(d) 8.25

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(d) दी गई संख्याएँ 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 और 10 हैं।

यदि प्रत्येक संख्या में 1 जोड़ दिया जाए, तो अवलोकन 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 और 11 होंगे।

$ \begin{aligned} \therefore \quad \sum x _ {i}& =2+3+4+\ldots+11 \\ \\ & =\dfrac{10}{2}[2 \times 2+9 \times 1]=5[4+9]=65 \\ \\ \Sigma x _ i^{2}&=2^{2}+3^{2}+4^{2}+5^{2}+\ldots+11^{2} \\ \\ & =(1^{2}+2^{2}+3^{2}+\ldots+11^{2})-(1^{2}) \\ \\ & =\dfrac{11 \times 12 \times 23}{6}-1 \\ \\ & =\dfrac{11 \times 12 \times 23-6}{6}=505 \end{aligned} $

$ \begin{aligned} \therefore \quad s^{2} & =\dfrac{\Sigma x _ i^{2}}{n}-{\Big(\dfrac{\Sigma x _ {i}}{n}\Big)}^{2}=\dfrac{505}{10}-\Big(\dfrac{65}{10}\Big)^{2} \\ \\

& =50.5-(6.5)^{2} \\ \\ & =50.5-42.25 \\ \\ & =8.25 \end{aligned} $

$\therefore \quad \text{विकल्प (d) सही है।}$

36. पहले 10 धनात्मक पूर्णांकों को लें। यदि हम प्रत्येक संख्या को -1 से गुणा कर दें और फिर प्रत्येक संख्या में 1 जोड़ दें, तो प्राप्त संख्याओं के विचरण है:

(a) 8.25

(b) 6.5

(c) 3.87

(d) 2.87

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(a) क्योंकि, पहले 10 धनात्मक पूर्णांक 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 और 10 हैं।

प्रत्येक संख्या को -1 से गुणा करने पर, हमें प्राप्त होता है:

$ -1,-2,-3,-4,-5,-6,-7,-8,-9,-10 $

प्रत्येक संख्या में 1 जोड़ने पर, हमें प्राप्त होता है:

$\therefore \quad 0,-1,-2,-3,-4,-5,-6,-7,-8,-9 $

$0+(-1)+(-2)+(-3)………+(-8)+(-9)=-\dfrac{9 \times 10}{2}=-45 $

$\text { और } \quad \Sigma x _ i^{2}=0^{2}+(-1)^{2}+(-2)^{2}+\ldots+(-9)^{2}$

$\hspace{1.7cm}=\dfrac{9 \times 10 \times 19}{6}=285 $

$\therefore \quad SD =\sqrt{\dfrac{285}{10}-\Big(\dfrac{-45}{10}\Big)^2}=\sqrt{\dfrac{285}{10}-\dfrac{2025}{100}} $

$\hspace{1.3cm}=\sqrt{\dfrac{2850-2025}{100}}=\sqrt{8.25}$

$\text { अब, } \quad \text { विचरण } =(SD)^{2}=(\sqrt{8.25})^{2}=8.25$

$\therefore \quad \text{विकल्प (a) सही है।}$

37. निम्नलिखित जानकारी एक नमूने के आकार के लिए है $60, \Sigma x^{2}=18000$, और $\Sigma x=960$. तब, विचरण है

(a) 6.63

(b) 16

(c) 22

(d) 44

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(d)

$ \text { विचरण }=\dfrac{\Sigma x _ i^{2}}{n}-\Big(\dfrac{\Sigma x _ {i}}{n}\Big)^2 $

$\hspace{1.7cm}=\dfrac{18000}{60}-\Big(\dfrac{960}{60}\Big)^{2}=300-256=44$

$\therefore \quad \text{विकल्प (d) सही है।}$

38. दो वितरणों के विभिन्नता गुणांक 50, 60 है और उनके अंकगणितीय औसत क्रमशः 30 और 25 है, तो उनके मानक विचलन के अंतर है:

(a) 0

(b) 1

(c) 1.5

(d) 2.5

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(a) $\text{यहाँ},\quad CV _ 1=50, CV _ 2=60, \bar x _ 1=30 \text { और } \bar x _ 2=25$

$ \therefore \quad CV _ 1=\dfrac{\sigma _ 1}{\bar x _ 1} \times 100 $

$\Rightarrow\quad 50=\dfrac{\sigma _ 1}{30} \times 100 $

$\therefore \quad \sigma _ 1=\dfrac{30 \times 50}{100}=15 \text { और } CV _ 2=\dfrac{\sigma _ 2}{\bar x _ 2} \times 100 $

$\Rightarrow \quad 60=\dfrac{\sigma _ 2}{25} \times 100 $

$\therefore \quad \sigma _ 2=\dfrac{60 \times 25}{100}=15 $

$\text { अब, }\quad \sigma _ 1-\sigma _ 2=15-15=0 $

$\therefore \quad \text{विकल्प (a) सही है।}$

39. कुछ तापमान डेटा के मानक विचलन ${ }^{\circ} C$ में 5 है। यदि डेटा को ${ }^{\circ} F$ में परिवर्तित कर दिया जाए, तो विचरण होगा

(a) 81

(b) 57

(c) 36

(d) 25

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Solution

(a) दिया गया, $\quad\sigma _ {C}=5 $

$\Rightarrow\quad \dfrac{5}{9}(F-32)=C$

$ \begin{aligned} F & =\dfrac{9 C}{5}+32 \\ \\ \sigma _ {F} & =\dfrac{9}{5} \sigma _ {C}=\dfrac{9}{5} \times 5=9 \end{aligned} $

यहाँ, $\quad \sigma _ F^{2}=(9)^{2}=81 $

$\therefore \quad \text{विकल्प (a) सही है।}$

Fillers

40. प्रसार गुणांक $=\dfrac{\cdots}{\text { औसत }} \times 100$

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Solution

$C V=\dfrac{S D}{\text { औसत }} \times 100$

41. यदि $\bar{x}$, $n$ मानों $x$ का औसत है, तो $\sum _ {i=1}^{n}(x _ 1-\bar{x})$ हमेशा … के बराबर होता है।

यदि $a$ कोई भी मान है जो $\overline{\boldsymbol{x}}$ से अलग है, तो $\sum _ {i=1}^{n}(x _ i-\overline{\boldsymbol{x}})^{2}$ … $\Sigma(x _ {i}-a)^{2}$ से कम होता है।

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Solution

यदि $\bar{x}$, $n$ मानों $x$ का औसत है, तो $\sum _ {i=1}^{n}(x _ {i}-\bar{x})=0$ और यदि $a$ कोई भी मान है जो $\bar{x}$ से अलग है, तो $\sum _ {i=1}^{n}(x _ {i}-\bar{x})^{2}$ $\sum(x _ {i}-a)^{2}$ से कम होता है।

42. यदि डेटा के विचरण 121 है, तो डेटा के मानक विचलन … है।

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Solution

यदि डेटा के विचरण 121 है।

तो,

$ \begin{aligned} S D & =\sqrt{\text { विचरण }} \\ \\

& =\sqrt{121}=11 \end{aligned} $

43. डेटा के मानक विचलन की एक परिवर्तन में मूल के बदले के लिए एक निर्भरता नहीं होती, लेकिन इसके अनुपात के परिवर्तन पर निर्भर करता है।

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डेटा के मानक विचलन की एक परिवर्तन में मूल के बदले के लिए एक निर्भरता नहीं होती, लेकिन इसके अनुपात के परिवर्तन पर निर्भर करता है।

44. चर के मान के विचलन के वर्गों के योग उनके अंकगणितीय औसत के संबंध में न्यूनतम होता है।

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चर के मान के विचलन के वर्गों के योग उनके अंकगणितीय औसत के संबंध में न्यूनतम होता है।

45. डेटा के माध्य विचलन जब माध्य से मापा जाता है तो न्यूनतम होता है।

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डेटा के माध्य विचलन जब माध्य से मापा जाता है तो न्यूनतम होता है।

46. मानक विचलन अंकगणितीय औसत से लिए गए माध्य विचलन के बराबर या अधिक होता है।

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मानक विचलन अंकगणितीय औसत से लिए गए माध्य विचलन के बराबर या अधिक होता है।


सीखने की प्रगति: इस श्रृंखला में कुल 16 में से चरण 15।