AP Statistics
marginal relative frequency
Còn gọi: marginal relative frequency
Tần số tương đối biên là tỉ lệ phần trăm quan sát rơi vào một mức của một biến, tính trên tổng số quan sát, bỏ qua biến còn lại trong bảng hai chiều.
Khi dữ liệu (data) được sắp vào một bảng hai chiều để xem xét đồng thời hai biến phân loại, người ta thường cộng dồn các ô theo từng hàng và từng cột để có được tổng hàng và tổng cột, gọi là tần số biên. Vì các tổng này cần được so sánh trên cùng một thang đo, tần số tương đối biên (marginal relative frequency) chính là các tổng đó sau khi chia cho tổng số quan sát , đổi từ số đếm sang tỉ lệ. Nếu là tổng số quan sát ở hàng và là tổng số quan sát ở cột , thì hai công thức cơ bản là và , cho biết riêng biến hàng hoặc riêng biến cột phân bố ra sao mà không cần quan tâm biến kia rơi vào mức nào.
Sở dĩ gọi là "biên" vì các tổng này thường được viết ở lề dưới cùng và lề bên phải của bảng, đúng như phần rìa của trang giấy. Nhờ đó, tần số tương đối biên cho ta một bức tranh tổng quát về từng biến riêng lẻ, tương tự như khi ta bỏ qua bảng hai chiều và chỉ nhìn vào phân phối của riêng biến đó. Tuy nhiên, chính vì đã gộp hết các mức của biến kia lại, tần số tương đối biên không hề nói lên mối liên hệ (association) giữa hai biến; nó chỉ trả lời câu hỏi "biến này chiếm bao nhiêu phần trăm" chứ không trả lời "trong nhóm này thì biến kia phân bố ra sao".
Để thấy sự khác biệt, cần đặt tần số tương đối biên bên cạnh tần số tương đối có điều kiện (conditional relative frequency), vốn được tính trên một hàng hoặc một cột cụ thể chứ không phải trên tổng thể. Ví dụ, tỉ lệ (proportion) học sinh khối 11 trong toàn bộ lớp là một tần số tương đối biên, còn tỉ lệ học sinh khối 11 trong riêng nhóm chọn đọc sách lại là một tần số tương đối có điều kiện. Do đó, khi hai loại tỉ lệ này gần bằng nhau qua mọi nhóm, đó là dấu hiệu cho thấy hai biến phân loại đang xét không có liên hệ rõ rệt với nhau.
Trực giác: Giống như tính tỉ lệ phần trăm học sinh nam trong toàn trường (ví dụ 45%) mà không cần biết em nào học lớp nào.
Dùng khi đọc bảng hai chiều (two-way table) và muốn biết tỉ lệ của một mức thuộc một biến duy nhất, ví dụ tỉ lệ học sinh là lớp 11 trong toàn bộ mẫu, không phân biệt hoạt động các em chọn.
Trong đó
Khi dữ liệu được ghi theo hai biến phân loại (categorical variables) cùng lúc, chẳng hạn giới tính và môn học mà người tham gia thấy khó nhất, bảng hai chiều cho ta số đếm của từng ô giao nhau. Nhưng nhiều câu hỏi thực tế chỉ cần một biến: trong toàn bộ người tham gia, bao nhiêu phần là nam? Để trả lời, người ta cộng cả một hàng hoặc cả một cột rồi chia cho tổng chung. Tần số tương đối biên ra đời đúng cho nhu cầu đó — mô tả từng biến một, tạm gác biến còn lại sang bên, và nhờ vậy đọc được xu hướng chung trước khi đi sâu vào mối liên hệ giữa hai biến.
Vì sao mang đúng cái tên này? Chữ "biên" dịch từ "marginal", nghĩa gốc là "thuộc về lề". Trong bảng hai chiều, các tổng theo hàng và theo cột được viết ở rìa bảng: dòng cuối cùng và cột ngoài cùng bên phải. Chính vị trí vật lý ấy đặt tên cho khái niệm, chứ không phải một tính chất toán học nào. Vì thế cũng dễ phân biệt với hai người anh em cùng họ: tần số tương đối đồng thời (joint relative frequency) nằm ở các ô bên trong bảng, còn tần số tương đối có điều kiện (conditional relative frequency) lấy một giá trị đồng thời chia cho giá trị biên tương ứng. Nhớ được chỗ đứng trong bảng là gần như nhớ được định nghĩa.
Bấm một tổng lề — xem 80 học sinh biến thành 40% của cả bảng
Kéo tham số, thấy khái niệm chuyển động — mở khoá bằng tài khoản 0đ.
Tần số tương đối biên luôn lấy tổng toàn bảng (grand total) làm mẫu số.
Nhiều học sinh thấy chữ "biên" là nghĩ tới hàng hoặc cột rồi chia tổng hàng cho chính tổng hàng đó, và tất nhiên kết quả ra — vô nghĩa. Công thức đúng là hoặc , trong đó là tổng của hàng thứ , là tổng của cột thứ , còn là tổng số cá thể trong toàn bảng hai chiều (two-way table). Nói cách khác, mẫu số luôn cố định là cho mọi tần số tương đối biên của cùng một bảng; chỉ có tử số thay đổi theo hàng hay cột mà ta đang xét.
Không thể kết luận hai biến có liên hệ chỉ bằng các tần số tương đối biên.
Đây là lỗi mất điểm nặng ở câu tự luận, vì các giá trị biên chỉ mô tả riêng từng biến một cách tách rời, giống như hai bảng tần số riêng biệt đặt cạnh nhau. Muốn xét liên hệ, bắt buộc phải so sánh các tần số tương đối có điều kiện (conditional relative frequency), tức là trong từng hàng, rồi xem các dãy tỉ lệ đó có khác nhau rõ rệt hay không. Nếu chúng gần như trùng nhau thì hai biến gần như độc lập; nếu khác nhau đáng kể thì có bằng chứng về liên hệ.
Một ô trong bảng chia cho là tần số tương đối đồng thời, không phải biên.
Tần số tương đối đồng thời (joint relative frequency) có dạng và mô tả tỉ lệ cá thể thỏa mãn đồng thời cả hai điều kiện, chẳng hạn "vừa là nam vừa chọn ban khoa học". Ngược lại, giá trị biên chỉ nhắc tới một biến duy nhất và bằng tổng của cả một hàng hoặc cả một cột chia cho . Do đó, một tần số tương đối biên luôn bằng tổng các tần số tương đối đồng thời nằm trên hàng hoặc cột tương ứng — kiểm tra quan hệ này là cách nhanh nhất để biết mình có nhặt nhầm ô hay không.
Tổng các tần số tương đối biên bằng theo từng biến, không phải cho cả bảng.
Khi cộng tất cả giá trị biên của biến hàng ta được , và khi cộng tất cả giá trị biên của biến cột ta cũng được . Vì vậy, nếu học sinh gom chung cả hai nhóm lại rồi thấy tổng ra thì đó không phải lỗi tính toán mà là hiểu sai bản chất. Mỗi biến được phân hoạch riêng trên cùng một tập cá thể, nên mỗi biến "dùng hết" một lần.
Viết rõ phân số bằng số cụ thể trước khi bấm máy tính.
Giám khảo chấm theo cách trình bày, nên một dòng như cho thấy bạn chọn đúng tử số và đúng mẫu số, trong khi chỉ ghi "40%" thì mất điểm quá trình nếu kết quả sai. Thói quen này cũng giúp chính bạn tự kiểm tra: nếu mẫu số không phải tổng toàn bảng thì lập tức biết mình đang tính nhầm sang loại tỉ lệ khác.
Bám vào cụm từ trong đề để biết đang hỏi biên hay có điều kiện.
Những cụm như "of all students", "what proportion of the people surveyed" báo hiệu mẫu số là toàn bộ cá thể, tức là giá trị biên; còn "among the males", "given that the student passed", "of those who…" giới hạn lại một nhóm con và bắt buộc phải chia cho tổng của nhóm đó. Chỉ cần gạch chân giới từ và mệnh đề giới hạn ngay khi đọc đề, bạn đã tránh được phần lớn lỗi chọn sai mẫu số.
Khi diễn giải kết quả, phải nêu đủ ngữ cảnh chứ không chỉ đọc con số.
Một câu trả lời đạt điểm tối đa thường có dạng "khoảng của tất cả học sinh được khảo sát chọn ban khoa học", nghĩa là có tỉ lệ, có nhóm tham chiếu và có biến đang xét. Nếu đề tiếp tục hỏi về liên hệ giữa hai biến, đừng dừng ở các giá trị biên mà hãy chuyển ngay sang so sánh tỉ lệ theo từng hàng, kèm một câu nhận xét rằng các tỉ lệ đó khác nhau hay gần bằng nhau.
Phân bố tần số tương đối biên của hoạt động là đọc sách, xem TV và đi chơi với bạn; phân bố tần số tương đối biên của khối lớp là khối 11 và khối 12. Tỉ số không phải giá trị biên vì tử số của nó mô tả đồng thời hai biến. Vì phân bố có điều kiện của hoạt động trong khối 11 (, , ) trùng khít với phân bố biên của hoạt động, dữ liệu không cho thấy mối liên hệ nào giữa khối lớp và lựa chọn hoạt động giờ nghỉ trưa ở ngôi trường này.
Phân bố tần số tương đối biên của việc sở hữu điện thoại thông minh là có và không có. Trong 500 người được khảo sát, có , tương ứng 290 người, cho biết họ dùng mạng xã hội hằng ngày.
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 .