흩어짐이 줄어드는 이유
확률과 통계 · 서술형 평가지 · 권장 시간 25분 · 총 100점
안내 — 이 평가지에는 개념 용어가 일부러 빠져 있습니다. 지시를 따라 손으로 직접 해 본 뒤, 그 결과를 여러분의 말로 해석하고 성찰하여 서술하세요. 정답 문장이 정해져 있지 않으니, 이유를 붙인 자기 생각이면 됩니다. 예제: 카드 1, 3, 5 (비교용: 평균 대신 합을 만든 경우)
1
활동 — 순서대로 해 보기
30점
- ①카드 1, 3, 5 세 장이 있습니다. 세 수의 평균과 분산을 각각 구해 [칸 A]에 적어 보세요.
- ②한 장을 뽑아 수를 적고 다시 넣은 뒤 또 한 장을 뽑을 때, 나올 수 있는 두 수의 짝 9가지를 [칸 B]에 모두 적어 보세요.
- ③[칸 B]의 짝마다 두 수의 평균을 구해 [칸 C]에 9개 모두 적어 보세요.
- ④[칸 C]의 9개 수 전체의 평균과 분산을 각각 구해 [칸 D]에 적어 보세요.
- ⑤[칸 A]와 [칸 D]를 비교해서, 평균끼리는 어떤 관계인지·분산은 몇 배가 되었는지 [칸 D] 옆에 작게 적어 보세요.
- ⑥이번에는 [칸 B]의 짝마다 두 수의 합을 만들어 9개를 적고, 그 9개의 분산을 구해 [칸 E]에 적어 보세요.
2
해석 — 왜 그런지 내 생각 쓰기
40점
(1)[칸 A]의 평균과 [칸 D]의 평균이 같았나요? 이것은 1, 3, 5라서 생긴 우연일까요, 어떤 카드 세 장에서도 생기는 규칙일까요? 다른 카드 세 장을 직접 골라 확인한 결과와 함께 이유를 쓰세요. (15점)
✎ 나는 (우연 / 규칙) 쪽에 걸겠다. 내가 고른 세 수 ___, ___, ___로 해 보니 …
(2)[칸 D]의 분산은 [칸 A]의 분산에 비해 어떻게 달라졌나요? 두 수의 평균을 구하는 과정이 왜 흩어짐을 그렇게 바꾸는지 여러분의 생각을 쓰세요. (15점)
✎ 평균을 구하면 큰 수와 작은 수가 서로 ___되기 때문에 …
(3)⑥의 [칸 E]는 [칸 D]와 무엇이 달랐나요? 평균 대신 합을 만들었을 뿐인데 무엇 때문에 그런 차이가 생겼을지 쓰세요. (10점)
3
성찰 — 활동을 내 것으로 만들기
30점
(1) 순서 다시 짜기 — 이 활동을 처음 하는 친구에게 나라면 어떤 순서로 시킬지 쓰고, 왜 그 순서인지 한 문장으로 이유를 붙이세요. 지워도 되는 단계가 있다면 그것도 쓰세요. (15점)
(2) 이름 붙이기 — 오늘 한 일을 세 문장으로 정리한 뒤, 각 문장이 가리키는 것에 교과서에서 배운(또는 배울) 수학 용어를 짝지어 붙여 보세요. (15점)
평가 기준
| 활동 수행 (30점) | 짝 9가지를 빠짐없이 나열하고, 각 칸의 평균·분산을 정확히 계산함 | 상 · 중 · 하 |
| 해석 (40점) | 자기 가설에 이유를 붙였고, 다른 세 수를 직접 골라 확인한 근거가 있음 | 상 · 중 · 하 |
| 성찰 (30점) | 순서 재설계에 이유가 있고, 세 문장 각각에 알맞은 이름을 짝지음 | 상 · 중 · 하 |
연습 문제
흩어짐이 줄어드는 이유 · 각 20점 · 총 100점
안내 — 1쪽에서 스스로 세운 개념을 이번에는 반복해서 적용해 봅니다. 풀이 과정을 빈 곳에 쓰고, 다 푼 뒤 맨 아래 정답으로 스스로 채점하세요.
1.모평균이 50, 모표준편차가 10인 모집단에서 크기가 25인 표본을 임의추출할 때, 표본평균 X̄의 평균 E(X̄)와 표준편차 σ(X̄)를 구하시오.
2.모평균이 20, 모분산이 36인 모집단에서 크기가 9인 표본을 임의추출할 때, 표본평균 X̄의 분산 V(X̄)와 표준편차 σ(X̄)를 구하시오.
3.1, 2, 3이 하나씩 적힌 세 장의 카드가 든 상자에서 크기가 2인 표본을 복원추출로 임의추출할 때, 표본평균 X̄의 평균과 분산을 구하시오.
4.모표준편차가 12인 모집단에서 크기가 n인 표본을 임의추출하였더니 표본평균의 표준편차가 3이었다. n의 값을 구하시오.
5.모표준편차가 8인 모집단에서 표본평균의 표준편차가 2 이하가 되도록 하려면 표본의 크기 n은 최소 얼마이어야 하는지 구하시오.
정답
1. E(X̄)=50, σ(X̄)=10/√25=2
2. V(X̄)=36/9=4, σ(X̄)=2
3. 모평균 m=2, 모분산 σ²=2/3이므로 E(X̄)=2, V(X̄)=(2/3)÷2=1/3
4. 12/√n=3 → √n=4 → n=16
5. 8/√n≤2 → √n≥4 → n≥16, 최소 16