AP Statistics

tần số tương đối biên

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 nn, đổi từ số đếm sang tỉ lệ. Nếu RiR_i là tổng số quan sát ở hàng iiCjC_j là tổng số quan sát ở cột jj, thì hai công thức cơ bản là Ri/nR_i/nCj/nC_j/n, 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.

Ký hiệuRi/nR_i/n, Cj/nC_j/n

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.

Công thức

totalin\htmlClass{fp-2}{\dfrac{\htmlClass{fp-0}{\text{total}_i}}{\htmlClass{fp-1}{n}}}

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

totali\text{total}_itổng số quan sát của hàng hoặc cột thứ ii (tổng biên)nntổng số quan sát của toàn bộ bảng

Khái niệm này sinh ra từ đâu

Không nguồn nào truy được người đặt tên hay năm ra đời; cái tên sinh ra từ chính chỗ đứng của con số trong bảng hai chiều (two-way table) — hàng tổng dưới cùng và cột tổng ngoài cùng bên phải, tức phần lề của bảng.

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.

Thử nghiệm tương tác

Bấm một tổng lề — xem 80 học sinh biến thành 40% của cả bảng

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.

Tạo tài khoản miễn phí

Hay hiểu sai

Tần số tương đối biên luôn lấy tổng toàn bảng (grand total) làm mẫu số.

Không thể kết luận hai biến có liên hệ chỉ bằng các tần số tương đối biên.

Một ô trong bảng chia cho nn là tần số tương đối đồng thời, không phải biên.

Tổng các tần số tương đối biên bằng 11 theo từng biến, không phải cho cả bảng.

Mẹo phòng thi

Viết rõ phân số bằng số cụ thể trước khi bấm máy tính.

Bám vào cụm từ trong đề để biết đang hỏi biên hay có điều kiện.

Khi diễn giải kết quả, phải nêu đủ ngữ cảnh chứ không chỉ đọc con số.

Tần suất trong đề AP StatisticsThường xuyên

Ví dụ có lời giải

1Ví dụ 1/2
Một trường trung học khảo sát toàn bộ 200 học sinh khối 11 và khối 12 về hoạt động mà các em chọn trong giờ nghỉ trưa. Kết quả được ghi vào bảng hai chiều (two-way table) dưới đây, trong đó mỗi ô là số học sinh thuộc đồng thời một khối lớp và một hoạt động: | | Đọc sách | Xem TV | Đi chơi với bạn | Tổng | |---|---|---|---|---|Khối 11243660120Khối 1216244080Tổng4060100200
  1. aLập phân bố tần số tương đối biên của biến hoạt động và diễn giải một trong các giá trị đó trong ngữ cảnh.
  2. bLập phân bố tần số tương đối biên của biến khối lớp. Giải thích vì sao tỉ số 24/20024/200 không phải là một tần số tương đối biên.
  3. cTính phân bố tần số tương đối có điều kiện của hoạt động trong nhóm học sinh khối 11, rồi so sánh với kết quả ở câu (a) và nêu nhận xét về mối liên hệ giữa hai biến.
1Bước 1: Trước hết cần xác định đúng chỗ lấy số liệu. Tần số tương đối biên luôn được tính từ hàng tổng hoặc cột tổng của bảng, chứ không lấy từ các ô bên trong, và mẫu số luôn là tổng toàn bộ mẫu n=200n = 200. Vì câu (a) hỏi về biến hoạt động, ta dùng hàng tổng cuối bảng: 40 em đọc sách, 60 em xem TV, 100 em đi chơi với bạn.
2Bước 2: Chia lần lượt từng tổng cột cho cỡ mẫu: 40/200=0,2040/200 = 0{,}20, 60/200=0,3060/200 = 0{,}30100/200=0,50100/200 = 0{,}50. Ba giá trị này cộng lại đúng bằng 11, đây chính là dấu hiệu kiểm tra nhanh cho thấy ta đã lấy đủ các loại của biến và không sót ô nào. Diễn giải trong ngữ cảnh: có 20%20\% trong số 200 học sinh được khảo sát chọn đọc sách trong giờ nghỉ trưa, bất kể các em học khối nào.
3Bước 3: Sang câu (b), lần này biến cần xét là khối lớp nên ta quay sang cột tổng bên phải: 120/200=0,60120/200 = 0{,}6080/200=0,4080/200 = 0{,}40, tức 60%60\% số học sinh thuộc khối 11 và 40%40\% thuộc khối 12. Ngược lại, tỉ số 24/200=0,1224/200 = 0{,}12 lấy tử số từ một ô bên trong bảng nên nó mô tả cùng lúc hai biến — học sinh vừa thuộc khối 11 vừa chọn đọc sách — và được gọi là tần số tương đối đồng thời (joint relative frequency). Do đó nó không phải tần số tương đối biên, vì biên theo định nghĩa chỉ nói về một biến duy nhất.
4Bước 4: Với câu (c), ta giới hạn tầm nhìn vào riêng hàng khối 11 và đổi mẫu số thành tổng của hàng đó, tức 120120 chứ không còn là 200200. Ba tần số tương đối có điều kiện (conditional relative frequency) thu được là 24/120=0,2024/120 = 0{,}20, 36/120=0,3036/120 = 0{,}3040/12040/120... thực ra là 60/120=0,5060/120 = 0{,}50. Tổng vẫn bằng 11 như mong đợi, vì mỗi học sinh khối 11 chỉ chọn đúng một hoạt động.
5Bước 5: Bây giờ đặt hai bộ số cạnh nhau: phân bố biên của hoạt động là (0,20; 0,30; 0,50)(0{,}20;\ 0{,}30;\ 0{,}50), còn phân bố có điều kiện trong khối 11 cũng là (0,20; 0,30; 0,50)(0{,}20;\ 0{,}30;\ 0{,}50). Hai bộ trùng khớp hoàn toàn, nghĩa là biết một học sinh học khối 11 không làm thay đổi chút nào khả năng em ấy chọn hoạt động nào. Nếu tính thêm cho khối 12 ta được 16/80=0,2016/80 = 0{,}20, 24/80=0,3024/80 = 0{,}30, 40/80=0,5040/80 = 0{,}50 — vẫn đúng bộ số ấy, nên bằng chứng về sự độc lập (independent) là nhất quán trên cả hai khối.

Phân bố tần số tương đối biên của hoạt động là 20%20\% đọc sách, 30%30\% xem TV và 50%50\% đi chơi với bạn; phân bố tần số tương đối biên của khối lớp là 60%60\% khối 11 và 40%40\% khối 12. Tỉ số 24/20024/200 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 (20%20\%, 30%30\%, 50%50\%) 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.

2Ví dụ 2/2
Một tổ chức nghiên cứu khảo sát 500 người trưởng thành tại một thành phố về hai câu hỏi: người đó có sở hữu điện thoại thông minh hay không, và có dùng mạng xã hội hằng ngày hay không. Thay vì báo cáo số đếm, nhóm nghiên cứu công bố bảng tần số tương đối đồng thời sau (mỗi ô là tỉ lệ trên tổng 500 người): | | Dùng mạng xã hội hằng ngày | Không dùng hằng ngày | |---|---|---|Có điện thoại thông minh0,520,18Không có điện thoại thông minh0,060,24
  1. aTính phân bố tần số tương đối biên của việc sở hữu điện thoại thông minh.
  2. bCó bao nhiêu người trong mẫu dùng mạng xã hội hằng ngày?
1Bước 1: Bảng này không có sẵn hàng tổng và cột tổng, nên ta phải tự tạo ra chúng. Điểm khác so với bảng số đếm là ở đây các ô đã được chia cho nn từ trước, vì vậy chỉ cần cộng chứ không cần chia thêm lần nữa. Trước khi cộng, hãy kiểm tra tổng bốn ô: 0,52+0,18+0,06+0,24=1,000{,}52 + 0{,}18 + 0{,}06 + 0{,}24 = 1{,}00, bảng hợp lệ.
2Bước 2: Câu (a) hỏi về biến sở hữu điện thoại, tức là biến đặt theo hàng, nên ta cộng ngang từng hàng. Với hàng thứ nhất, 0,52+0,18=0,700{,}52 + 0{,}18 = 0{,}70; với hàng thứ hai, 0,06+0,24=0,300{,}06 + 0{,}24 = 0{,}30. Vậy 70%70\% số người được khảo sát có điện thoại thông minh và 30%30\% thì không, và hai con số này cộng lại bằng 11 đúng như yêu cầu của một phân bố biên.
3Bước 3: Câu (b) chuyển sang biến còn lại nên hướng cộng cũng đổi: ta cộng dọc cột đầu tiên, 0,52+0,06=0,580{,}52 + 0{,}06 = 0{,}58. Đây là tần số tương đối biên của việc dùng mạng xã hội hằng ngày, tức 58%58\% mẫu. Lỗi thường gặp là dừng lại ở ô 0,520{,}52 và tưởng đó là câu trả lời, nhưng ô ấy mới chỉ đếm những người vừa có điện thoại vừa dùng hằng ngày, bỏ sót nhóm dùng hằng ngày mà không sở hữu điện thoại thông minh.
4Bước 4: Cuối cùng đổi tỉ lệ ngược về số đếm bằng cách nhân với cỡ mẫu: 0,58×500=2900{,}58 \times 500 = 290. Kết quả là một số nguyên, điều này hợp lý vì số người phải đếm được.

Phân bố tần số tương đối biên của việc sở hữu điện thoại thông minh là 70%70\% có và 30%30\% không có. Trong 500 người được khảo sát, có 58%58\%, tương ứng 290 người, cho biết họ dùng mạng xã hội hằng ngày.

Bạn nắm chắc chưa?

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.

Tạo tài khoản miễn phí

Học tiếp từ đây

Hay nhầm với

Khác nhau ở đâuTần số tương đối biên lấy tổng chung của cả bảng làm mẫu số. Tần số tương đối có điều kiện chỉ lấy tổng của riêng một dòng hoặc một cột làm mẫu số.
Hay nhầm khiKhi đề hỏi "trong số học sinh nam, bao nhiêu phần trăm chọn môn A" thì đó là có điều kiện, nhiều thí sinh lại chia cho tổng toàn bảng.
Khác nhau ở đâuTần số tương đối biên mô tả một biến duy nhất, bỏ qua biến còn lại. Tần số tương đối đồng thời mô tả một ô cụ thể ứng với cả hai biến cùng lúc.
Hay nhầm khiKhi đọc bảng, thí sinh hay lấy số trong ô giao nhau chia cho tổng chung rồi gọi nhầm nó là tần số tương đối biên.

Cùng chủ đề

Nguồn tham khảo

  1. [1]Barron_AP_Stat_2026. tr. 159.

Biên soạn bởi DucklingStudy, bản quyền thuộc DucklingStudy. Xuất bản .