AP Statistics
percentile
Còn gọi: bách phân vị · phần trăm vị trí · pth percentile · phân vị thứ p · quantile

Phân vị thứ p (percentile) là giá trị phân chia tập dữ liệu sao cho khoảng p% số quan sát nằm ở dưới giá trị đó.
Khi mô tả vị trí của một quan sát trong tập dữ liệu, trung bình hay trung vị chỉ cho biết trung tâm (center) của phân phối, chứ không cho biết một giá trị cụ thể đứng ở đâu so với phần còn lại. Phân vị (percentile) giải quyết nhu cầu đó bằng cách chia toàn bộ phân phối thành một trăm phần bằng nhau. Theo đó, phân vị thứ là giá trị sao cho xấp xỉ dữ liệu có giá trị nhỏ hơn hoặc bằng .
Cụ thể, để xác định phân vị thứ trong một mẫu gồm quan sát đã sắp xếp tăng dần, ta tính vị trí định vị theo công thức
Nếu không nguyên, ta làm tròn lên số nguyên gần nhất rồi lấy giá trị tại vị trí đó; ngược lại, nếu nguyên, ta lấy trung bình cộng của giá trị tại vị trí và . Nhờ vậy, sau khi tính được , ta có thể nói ngay rằng dữ liệu nằm dưới ngưỡng đó.
Hơn nữa, phân vị có mối liên hệ trực tiếp với một số đại lượng thống kê quen thuộc. Trung vị chính là phân vị thứ 50, còn tứ phân vị thứ nhất và tứ phân vị thứ ba lần lượt là phân vị thứ 25 và thứ 75. Do đó, khoảng tứ phân vị bằng hiệu giữa phân vị thứ 75 và phân vị thứ 25. Điều đáng chú ý là phân vị chỉ phụ thuộc vào thứ hạng của các quan sát, không phụ thuộc vào đơn vị đo. Vì vậy, khi đổi đơn vị bằng cách cộng hay nhân một hằng số vào toàn bộ dữ liệu, thứ hạng tương đối không thay đổi và phân vị của mỗi quan sát vẫn giữ nguyên.
Trực giác: Nếu điểm thi của bạn nằm ở phân vị thứ 80, nghĩa là bạn đã vượt qua 80 trong số 100 bạn cùng phòng thi.
1885Francis GaltonDonald McAlister
Cuối thế kỷ 19, Galton say mê việc đo đạc con người: chiều cao, sức bóp tay, thị lực, dung tích phổi của hàng nghìn người được ghi lại thành những bảng số khổng lồ. Với khối dữ liệu nhân trắc học ấy, câu hỏi thú vị nhất không phải "trung bình là bao nhiêu" mà "người này đứng ở đâu so với những người còn lại". Vì vậy ông cần một thước đo vị trí, chứ không phải một thước đo độ lớn. Năm 1885 Galton giới thiệu cách chia dãy số liệu đã sắp thứ tự thành một trăm phần bằng nhau, và mỗi mốc chia ấy được gọi là một phân vị. Trước đó ít lâu, năm 1879, Donald McAlister đã đề xuất từ tứ phân vị (quartile) theo tinh thần tương tự. Từ đó, cách nói "đứng ở phân vị thứ mấy" lan sang giáo dục, y học và khảo sát thị trường.
Phân vị thứ 90 không có nghĩa là làm đúng 90% bài.
Đây là nhầm lẫn dai dẳng nhất: học sinh nghe "phân vị thứ 90" rồi hiểu thành "đạt 90 điểm trên 100". Thực ra con số 90 mô tả vị trí so với những người khác, tức là khoảng 90% giá trị trong phân phối nhỏ hơn hoặc bằng giá trị đang xét. Với đề về rùa khổng lồ Galápagos, phân vị thứ 90 của phân phối có trung bình 100 năm và độ lệch chuẩn (standard deviation) 15 năm cho tuổi khoảng năm — con số này chẳng liên quan gì đến "90" ngoài việc 90% số rùa sống ngắn hơn thế.
Phân vị đếm phần dữ liệu nằm PHÍA DƯỚI, không phải phía trên.
Nhiều bạn thấy "phân vị thứ 30" liền kết luận vận động viên đó thuộc nhóm 30% giỏi nhất, trong khi sự thật ngược lại: chỉ có 30% người nhảy ngắn hơn hoặc bằng anh ta, còn 70% nhảy xa hơn. Định nghĩa chuẩn phải nhớ nguyên vẹn là: giá trị ở phân vị thứ có dữ liệu nhỏ hơn hoặc bằng nó. Vì vậy khi đề bảo Mateo ở phân vị thứ 48 còn Joshua ở phân vị thứ 30, Mateo mới là người nhảy xa hơn.
Số phân vị không phải là điểm z và cũng không phải xác suất viết dưới dạng thập phân.
Trong bài nhảy xa, khoảng cách của Joshua thấp hơn trung bình độ lệch chuẩn, nghĩa là điểm z (z-score) bằng ; tra bảng được , và chỉ khi đó ta mới nói anh ở phân vị thứ 30. Ba con số , và đứng ở ba tầng khác nhau: tọa độ chuẩn hóa, diện tích bên trái, và tên gọi vị trí. Học sinh hay lấy thẳng hoặc điền vào ô đáp án phân vị, hoặc tệ hơn là quên dấu âm và trả lời phân vị thứ 70.
Hai phân vị cách nhau 10 đơn vị không tạo ra hai khoảng giá trị bằng nhau.
Trong phân phối chuẩn (normal distribution), dữ liệu dồn về giữa nên đoạn từ phân vị thứ 45 đến 55 rất hẹp, còn đoạn từ phân vị thứ 85 đến 95 lại rộng hơn nhiều. Do đó không được nội suy tuyến tính kiểu "phân vị 90 gấp đôi phân vị 45" hay "mỗi phân vị ứng với một khoảng cố định". Cách duy nhất an toàn là quay về điểm z rồi đổi ngược bằng .
Quiz câu thật từ ngân hàng đề
Vài câu thật gắn đúng khái niệm này, chấm ngay kèm giải thích từng đáp án — hệ thống ghi nhớ bạn nắm tới đâu.
Biên soạn bởi DucklingStudy, bản quyền thuộc DucklingStudy. Xuất bản .
Vì sao mang đúng cái tên này? Tên gọi tiếng Anh ghép từ percent — nghĩa gốc Latinh per centum, "theo trăm" — với hậu tố -ile. Hậu tố này đến từ tính từ Latinh -ilis, vốn được dùng trong tiếng Latinh cổ điển và trung đại để tạo số thứ tự; chính vì gốc số thứ tự đó mà từ cuối thế kỷ 19 nó trở thành đuôi quen thuộc của các thuật ngữ chỉ mốc chia trong thống kê. Ghép lại, percentile có nghĩa đen là "mốc thứ mấy trong một trăm phần", đúng như cách Galton định nghĩa: chia một tập số liệu lớn thành 100 nhóm bằng nhau theo thứ tự độ lớn. Tên tiếng Việt "phân vị" giữ đúng ý ấy — "vị" là vị trí, "phân" là chia — nên nó nhấn mạnh vị trí tương đối chứ không phải tỉ lệ phần trăm điểm số, một chỗ rất dễ nhầm khi đọc đề thi.
Kéo vạch dọc trục tuổi thọ rùa — nhìn số phần trăm nằm dưới nhảy theo
Kéo tham số, thấy khái niệm chuyển động — mở khoá bằng tài khoản 0đ.
Xác định đề cho giá trị hỏi phân vị, hay cho phân vị hỏi giá trị, trước khi bấm máy.
Nếu đề cho giá trị và hỏi phần trăm, bạn đi xuôi bằng rồi tra diện tích bên trái. Nếu đề cho phân vị và hỏi giá trị, bạn đi ngược: lấy z từ phân vị (invNorm) rồi thay vào . Nhầm chiều là mất điểm ngay cả khi mọi phép tính đều đúng.
Khi ẩn số là trung bình chứ không phải giá trị, hãy biến đổi công thức trước, đừng thay số bừa.
Bài về giấc ngủ trẻ sơ sinh cho giờ ở phân vị thứ 10 và ; từ ta suy ra . Dấu âm của z làm đổi dấu phép tính, nên viết hẳn dòng biến đổi ra giấy thay vì tính nhẩm. Kiểm tra logic ở cuối: giá trị nằm ở phân vị thứ 10 phải nhỏ hơn trung bình, nếu ra bé hơn thì chắc chắn sai dấu.
Với câu trắc nghiệm hỏi "closest to", hãy dùng quy tắc thực nghiệm (empirical rule) để loại nhanh.
Các mốc quen thuộc nên thuộc lòng: phân vị thứ 50 ứng với , phân vị thứ 16 và 84 ứng với , phân vị thứ 2,5 và 97,5 ứng với . Nhờ đó phân vị thứ 90 chắc chắn nằm giữa và , tức tuổi rùa phải trong khoảng 115 đến 130, và bạn loại được hầu hết phương án chỉ trong vài giây. Cũng nên nhớ tứ phân vị (quartile) chính là phân vị thứ 25, 50, 75 — đề hay chuyển qua lại giữa hai cách gọi này trong câu về biểu đồ hộp.
Rùa Galápagos ở phân vị thứ có tuổi khoảng năm, còn một con rùa sống năm chỉ nằm ở khoảng phân vị thứ của phân phối tuổi thọ. Với loài rùa cạn họ hàng, tuổi thọ trung bình xấp xỉ năm. Cả ba ý cho thấy phân vị và điểm z là hai cách phát biểu của cùng một vị trí: biết một cái là suy ra được cái kia, miễn là phân phối xấp xỉ chuẩn.
Điểm của Lan nằm ở phân vị thứ , nghĩa là Lan làm tốt hơn khoảng số bạn trong lớp. Sau khi giáo viên đổi thang điểm, giá trị tuyệt đối của điểm số thay đổi nhưng phân vị của Lan vẫn là , vì phân vị chỉ mô tả vị trí tương đối trong nhóm chứ không mô tả độ lớn của con số.