중3단원 11

산포도(dispersion)

평균이 같아도 자료는 다르게 생겼어요. 얼마나 흩어져 있는지를 숫자 하나로 — 분산과 표준편차예요.

1이어서

자료를 대표하는 값 — 평균·중앙값·최빈값

🔤이 단원의 낱말
산포도散布度
散布는 흩어져 퍼지다, 度는 정도예요. 자료가 얼마나 흩어져 있는지를 나타내는 값이에요. 그림(圖)이 아니에요.
중앙값中央値
中央은 한가운데예요. 크기순으로 늘어놓았을 때 딱 가운데에 오는 값이에요.
최빈값最頻値
最頻은 가장 잦다예요. 가장 여러 번 나온 값이라, 신발 치수나 좋아하는 색처럼 수가 아닌 자료에도 쓸 수 있어요.
편차偏差
偏은 치우치다, 差는 차이예요. 각 값이 평균에서 얼마나 치우쳤는지예요.
분산分散
分散은 흩어지다예요. 편차를 제곱해서 평균 낸 값이라, 흩어진 정도를 하나의 수로 요약해요.
표준편차標準偏差
標準은 기준이에요. 제곱하며 커진 단위를 √ 로 되돌려, 원래 자료와 같은 단위로 맞춘 편차예요.

자료 전체를 한 수로 대표하는 대푯값을 기억하죠. 평균은 전부 더해 개수로 나눈 값, 중앙값은 크기순으로 놓았을 때 한가운데 값(짝수 개면 가운데 둘의 평균), 최빈값은 가장 많이 나온 값이에요. 이번 단원은 대푯값 다음 질문 — "그래서 자료가 그 값 근처에 얼마나 모여 있나?"예요.

자료 3, 7, 8, 8, 9 의 평균은?
2핵심

평균이 같아도 흩어짐은 달라요 — 편차

두 반의 수학 점수 평균이 똑같이 6점이어도, 한 반은 다 6점 근처이고 다른 반은 2점과 10점이 섞여 있을 수 있어요. 자료가 흩어진 정도를 산포도라 하고, 그 출발점이 편차 = 변량 − 평균이에요. 평균보다 크면 +, 작으면 −. 그리고 중요한 성질 하나 — 편차의 합은 항상 0이에요(평균 위로 넘친 만큼 아래로 모자라니까요).

A반 5, 6, 6, 7 · B반 2, 4, 8, 10 — 평균은 둘 다 6. 편차는 A반 −1, 0, 0, 1 / B반 −4, −2, 2, 4. 합은 둘 다 0.

편차가 −2, 1, 3, x 일 때 x 는?
3★ 직접 움직여 봐요

자료를 벌리면 무엇이 변할까

평균은 항상 10이에요. k를 키우면 편차가 커지고, 편차를 제곱해 평균 낸 분산은 k²배로, 그 제곱근인 표준편차는 k배로 커져요. k = 0이면 다 같은 값 — 분산 0.

4분산

편차를 제곱해서 평균 낸 것

🤔 왜 편차를 그냥 더하지 않고 제곱할까요?편차를 전부 더하면 언제나 0 이에요. 평균보다 큰 쪽의 남는 만큼과 작은 쪽의 모자란 만큼이 정확히 상쇄되거든요 — 사실 그것이 평균의 뜻이에요. 그래서 0이 되지 않게 부호를 없애야 해요. 절댓값을 씌워도 되지만, 제곱이 계산하기도 다루기도 좋아서 제곱을 골랐어요. 대신 제곱하면 단위가 (점2) 처럼 이상해지니, 마지막에 √ 를 씌워 되돌린 것이 표준편차예요.

편차를 그냥 평균 내면 합이 0이라 늘 0이에요. 그래서 제곱해서 부호를 없앤 뒤 평균을 내요 — 이게 분산 = (편차)²의 평균. 예: 2, 4, 6, 8, 10 → 평균 6, 편차 −4, −2, 0, 2, 4 → 제곱 16, 4, 0, 4, 16 → 합 40 → 분산 40 ÷ 5 = 8. 나누는 수는 변량의 개수예요.

자료 1, 2, 3, 4, 5 의 분산은?
5표준편차

제곱을 되돌리는 √ — 표준편차

분산은 제곱한 값이라 단위가 "점²"처럼 이상해져요. 그래서 표준편차 = √분산으로 원래 단위로 되돌려요. 분산 16 → 표준편차 4. 분산 10 → 표준편차 √10 (근호는 그대로 둬요). 표준편차가 작을수록 자료가 평균 근처에 모여(고르게) 있어요.

자료 4, 4, 8, 8 의 표준편차는?
6활용

편차만 주어져도, 자료를 비교할 때도

편차 표만 있어도 분산을 구할 수 있어요 — 먼저 합 = 0으로 빈칸을 채우고, 제곱해서 평균. 두 자료를 비교할 땐 평균이 아니라 표준편차가 작은 쪽이 더 고른 거예요. 표준편차가 0이면 모든 변량이 평균과 똑같다는 뜻이에요.

편차가 −3, x, 1, 2, 0 인 자료의 분산은? (x부터 구해요)
7내 말로

이제 직접 설명할 차례예요

정답 맞히기가 아니라, 이해한 걸 자기 말로 꺼내보는 거예요.

편차의 합은 항상 이라서 그냥 평균 내면 소용이 없고, 그래서 편차를 해서 평균 낸 것이 분산이에요.

0이라서, 편차를 제곱해서 평균 낸 것이 분산이에요.

표준편차가 작은 반은 점수가 평균 근처에 촘촘히 모여 있고, 큰 반은 아주 높은 점수와 낮은 점수가 함께 있어 넓게 퍼져 있어요. 평균이 같아도 모양이 달라요.

자기 말로 설명하면 돼요. 똑같지 않아도 괜찮아요.

8다음

이해했으면, 놀이터로 먼저 가볼까요

개념은 잡았어요. 놀이터에서 게임으로 먼저 확인하고, 연습 문제로 손에 익혀요.

🌸 이 단원을 끝까지 해냈어요. 잘했어요!

이 단원이 어렵게 느껴지나요?
📊 자료 읽는 법 — 중1 13단원에서 이어지는 이야기예요 — 도수·상대도수부터 다시 볼 수 있어요

중3 · 단원 11 · 위 탭에서 놀이터·연습·심화로 이어가요