Start › Klasy › Szkoła Podstawowa › Statystyka i prawdopodobieństwo

Statystyka i prawdopodobieństwo

Szkoła Podstawowa — teoria, wzory, quizy i zadania do tego tematu.

📘Teoria 25

Statystyka opisowa — średnia, mediana, moda
Definicje miar tendencji centralnej:
  • Średnia arytmetyczna $\bar{x} = \dfrac{x_1 + x_2 + \ldots + x_n}{n} = \dfrac{\sum x_i}{n}$
  • Mediana — wartość środkowa po posortowaniu danych. Dla parzystej liczby danych: średnia dwóch środkowych.
  • Moda (dominanta) — wartość lub wartości występujące najczęściej w zbiorze.
Prosto mówiąc: Masz oceny: 3, 4, 4, 5, 6. Średnia to ich suma podzielona przez 5. Mediana to środkowa (4). Moda to 4 (pojawia się 2 razy).
Kiedy którą miarę stosować?
  • Średnia — gdy dane są równomiernie rozłożone, brak skrajnych wartości
  • Mediana — gdy są wartości odstające (np. zarobki: kilka osób bardzo bogatych zawyża średnią)
  • Moda — gdy szukasz "najpopularniejszego" (np. najczęstszy rozmiar buta w sklepie)
Przykład: Dane: $2, 4, 4, 6, 8, 10, 100$
  1. Średnia: $\frac{2+4+4+6+8+10+100}{7} = \frac{134}{7} \approx 19{,}1$ (zawyżona przez 100!)
  2. Mediana: po sortowaniu środkowy to $6$ (lepiej oddaje "typową" wartość)
  3. Moda: $4$ (pojawia się 2 razy)
⚡ Zapamiętaj: Mediana jest odporna na wartości odstające, dlatego np. GUS podaje medianę wynagrodzeń, nie średnią — bo kilka bardzo wysokich pensji bardzo zawyżałoby średnią.
Diagram pudełkowy i analiza rozkładu danych

Diagram pudełkowy (boxplot) wizualizuje: minimum, $Q_1$, medianę, $Q_3$, maksimum (five-number summary).

Konstrukcja: pudełko od $Q_1$ do $Q_3$ (zawiera środkowe 50% danych); linia w środku = mediana; wąsy do min/max lub 1,5×IQR.

Punkty poza wąsami: wartości odstające (outliers).

Skośność: mediana bliżej $Q_1$ → skośność prawostronka; bliżej $Q_3$ → lewostronna.

Dane: 2, 5, 7, 8, 9, 10, 12, 15, 30. $Q_1=6$, $Me=9$, $Q_3=13{,}5$. Wartość 30 → outlier (>$Q_3+1{,}5\cdot7{,}5=24{,}75$).

Boxplot szybko ujawnia asymetrię i wartości odstające — jeden rzut oka na rozkład.

Średnia, mediana, moda — porównanie miar tendencji

Średnia arytmetyczna: $\bar{x} = \frac{\sum x_i}{n}$ — wrażliwa na wartości odstające.

Mediana $Me$: środkowa wartość w uporządkowanym ciągu — odporna na odstające.

Moda $Mo$: wartość najczęstsza — może nie być jedyna lub może nie istnieć.

Dla symetrycznych rozkładów: $\bar{x} = Me = Mo$.

Rozkład lewostronnie skośny: $Mo > Me > \bar{x}$; prawostronnie: $Mo \lt Me \lt \bar{x}$.

Dane: 2, 3, 3, 5, 7, 100: $\bar{x}=20$, $Me=4$, $Mo=3$. Outlier 100 "zawyża" średnią — mediana lepiej opisuje typową wartość.

Zarobki → użyj mediany (Bill Gates wchodzi do baru i średnia zarobków gwałtownie rośnie).

Permutacje i silnia

Silnia: $n!=1\cdot2\cdot3\cdots n$; $0!=1$; $1!=1$.

Permutacja: liczba porządków $n$ różnych elementów: $P_n=n!$

Permutacja $k$-elementowa (wariacja bez powtórzeń): $V_n^k=\frac{n!}{(n-k)!}$ — wybieramy $k$ z $n$ i ustawiamy w kolejności.

Permutacje z powtórzeniami: $n$ elementów, gdzie $n_1$ jednakich, $n_2$ jednakich,…: $P=\frac{n!}{n_1!\,n_2!\cdots}$

Np. litery słowa ROWER: $\frac{5!}{2!}=60$ (R powtarza się 2 razy).

Ile różnych 3-cyfrowych kodów z cyfr $\{1,2,3,4,5\}$ bez powtórzeń? $V_5^3=\frac{5!}{2!}=60$.

Ile ustawień liter słowa MATEMATYKA? $\frac{10!}{3!\cdot2!\cdot2!}=75600$ (M×3, A×2, T×2).

Kolejność MA znaczenie → permutacje/wariacje. Wzór: ile jest kodów PIN? $10^4$ z powtórzeniami, $10\cdot9\cdot8\cdot7=5040$ bez.

Prawdopodobieństwo klasyczne — definicja i obliczenia

$P(A) = \frac{|A|}{|\Omega|}$ — liczba przypadków sprzyjających / liczba wszystkich równie możliwych.

Warunki: zdarzenia elementarne jednakowo prawdopodobne, skończona przestrzeń.

$P(\emptyset)=0$, $P(\Omega)=1$, $P(A')=1-P(A)$.

Zdarzenia wykluczające się: $P(A\cup B)=P(A)+P(B)$.

Ogólnie: $P(A\cup B)=P(A)+P(B)-P(A\cap B)$.

Rzut dwiema kostkami. $A$ = suma = 7: pary $(1,6),(2,5),(3,4),(4,3),(5,2),(6,1)$ → $P=\frac{6}{36}=\frac{1}{6}$.

Wyjęcie karty czerwonej lub króla: $P=\frac{26+4-2}{52}=\frac{28}{52}=\frac{7}{13}$.

Liczenie przypadków = kombinatoryka: permutacje, wariacje, kombinacje.

Kombinacje — wybór bez kolejności

$\binom{n}{k}=C_n^k=\dfrac{n!}{k!(n-k)!}$ — liczba sposobów wyboru $k$ elementów z $n$, gdy kolejność NIE ma znaczenia.

Czytamy: „$n$ nad $k$" lub „$n$ po $k$".

Własności: $\binom{n}{0}=\binom{n}{n}=1$; $\binom{n}{1}=n$; $\binom{n}{k}=\binom{n}{n-k}$.

Wzór Pascala: $\binom{n}{k}=\binom{n-1}{k-1}+\binom{n-1}{k}$ (trójkąt Pascala).

Kombinacje z powtórzeniami: $\overline{C}_n^k=\binom{n+k-1}{k}$.

Komisja 3-osobowa z 7 kandydatów: $\binom{7}{3}=\frac{7!}{3!\cdot4!}=35$ sposobów.

Loto 6/49: $\binom{49}{6}=13\,983\,816$ — tyle kombinacji (prawdopodobieństwo: $\approx1\text{ do }14$ mln).

Kombinacje vs permutacje: {A,B,C} i {B,C,A} to TA SAMA kombinacja, ale RÓŻNE permutacje. Klucz: „czy kolejność ma znaczenie?"

Dwumian Newtona

$(a+b)^n=\displaystyle\sum_{k=0}^{n}\binom{n}{k}a^{n-k}b^k$

$k$-ty wyraz (licząc od $k=0$): $W_k=\binom{n}{k}a^{n-k}b^k$.

Trójkąt Pascala podaje współczynniki: wiersz $n$ to $\binom{n}{0},\binom{n}{1},\ldots,\binom{n}{n}$.

Wzory szczególne: $(1+x)^n=\sum_{k=0}^{n}\binom{n}{k}x^k$; dla $x=1$: $2^n=\sum_{k=0}^{n}\binom{n}{k}$.

Suma modułów naprzemiennych: $(1-1)^n=0$ → $\sum(-1)^k\binom{n}{k}=0$.

$(x+2)^4=x^4+8x^3+24x^2+32x+16$; współczynnik przy $x^2$: $\binom{4}{2}\cdot1^2\cdot2^2=6\cdot4=24$.

$99^3=(100-1)^3=10^6-3\cdot10^4+3\cdot10^2-1=970299$.

Wyraz ogólny: $\binom{n}{k}a^{n-k}b^k$ — potęgi sumują się do $n$. Szukasz wyrazu z $x^m$: ustaw wykładnik $x$ = $m$ i wyznacz $k$.

Rachunek prawdopodobieństwa — reguły dodawania i mnożenia

Reguła dodawania: $P(A\cup B)=P(A)+P(B)-P(A\cap B)$.

Zdarzenia wykluczające się: $P(A\cap B)=0\Rightarrow P(A\cup B)=P(A)+P(B)$.

Reguła mnożenia: $P(A\cap B)=P(A)\cdot P(B|A)$.

Zdarzenia niezależne: $P(A\cap B)=P(A)\cdot P(B)$.

Prawdopodobieństwo warunkowe: $P(B|A)=\dfrac{P(A\cap B)}{P(A)}$ — prawdopodobieństwo $B$ pod warunkiem $A$.

Zdarzenie przeciwne: $P(\bar A)=1-P(A)$.

Dwie kostki: $P(\text{suma}\geq10)$: pary $(4,6),(5,5),(5,6),(6,4),(6,5),(6,6)=6$ spośród $36$. $P=\frac{6}{36}=\frac{1}{6}$.

Karta z talii 52: $P(\text{as lub kier})=\frac{4}{52}+\frac{13}{52}-\frac{1}{52}=\frac{16}{52}=\frac{4}{13}$.

OR → dodaj (odejmij część wspólną). AND → pomnóż. Niezależne zdarzenia: informacja o jednym NIE zmienia szansy drugiego.

Schemat Bernoulliego — próby niezależne

$n$ niezależnych prób, każda z prawdopodobieństwem sukcesu $p$ (i porażki $q=1-p$).

Prawdopodobieństwo dokładnie $k$ sukcesów: $P(X=k)=\binom{n}{k}p^k q^{n-k}$.

$X\sim B(n,p)$ — rozkład dwumianowy.

Wartość oczekiwana: $E(X)=np$.

Wariancja: $\text{Var}(X)=npq$; odchylenie: $\sigma=\sqrt{npq}$.

Zastosowanie: rzuty monetą, kontrola jakości, ankiety (tak/nie).

5 rzutów monetą, $P(\text{dokładnie 3 orły})=\binom{5}{3}(\frac{1}{2})^3(\frac{1}{2})^2=10\cdot\frac{1}{32}=\frac{5}{16}\approx31{,}25\%$.

Testy: 10 pytań, każde z $p=0{,}25$ na sukces. $E=10\cdot0{,}25=2{,}5$ poprawnych odpowiedzi.

Wymaga: $n$ prób niezależnych, stałe $p$, tylko 2 wyniki. Loto NIE spełnia warunku stałego $p$ (losowanie bez zwracania).

Rozstęp i kwartyle — miary rozproszenia

Rozstęp: $R = x_{max} - x_{min}$ — najprostsza miara rozproszenia.

Kwartyle: $Q_1$ (25%), $Q_2 = Me$ (mediana, 50%), $Q_3$ (75%).

Rozstęp ćwiartkowy: $IQR = Q_3 - Q_1$ — odporna miara rozproszenia.

Wyznaczanie kwartyli: uporządkuj dane, podziel na cztery równe ćwiartki.

Wartości odstające (outliers): $x \lt Q_1 - 1{,}5\cdot IQR$ lub $x > Q_3 + 1{,}5\cdot IQR$.

Dane: 2, 4, 5, 7, 8, 10, 12. $Q_1=4$, $Q_2=7$, $Q_3=10$. $IQR=6$. $R=10$.

$IQR$ jest odporny na wartości odstające; rozstęp — bardzo wrażliwy.

Prawdopodobieństwo zdarzeń zależnych i niezależnych

Zdarzenia niezależne: $P(A \cap B) = P(A) \cdot P(B)$

Zdarzenia zależne: $P(A \cap B) = P(A) \cdot P(B|A)$

$P(B|A)$ — prawdopodobieństwo warunkowe $B$ pod warunkiem $A$.

Wzór na prawdopodobieństwo warunkowe: $P(B|A) = \frac{P(A \cap B)}{P(A)}$

Dodawanie: $P(A \cup B) = P(A) + P(B) - P(A \cap B)$

Urna: 4 białe, 3 czarne. Losujemy 2 bez zwracania. $P(\text{obie białe}) = \frac{4}{7} \cdot \frac{3}{6} = \frac{2}{7}$.

Ze zwracaniem → niezależne; bez zwracania → zależne (skład urny się zmienia).

Kombinatoryka — permutacje, wariacje, kombinacje

Permutacje (kolejność ma znaczenie, bez powtórzeń): $P_n = n!$

Wariacje z powtórzeniami: $W_n^k = n^k$

Wariacje bez powtórzeń: $V_n^k = \frac{n!}{(n-k)!}$

Kombinacje (kolejność nie ma znaczenia): $\binom{n}{k} = \frac{n!}{k!(n-k)!}$

Ile słów z liter A,B,C,D? $P_4 = 24$. Ile 2-literowych? $V_4^2 = 12$. Ile par? $\binom{4}{2}=6$.

PIN 4-cyfrowy (0-9): $10^4 = 10000$ możliwości.

Pytanie kluczowe: czy kolejność ma znaczenie? (tak → wariacja/permutacja; nie → kombinacja).

Wykresy słupkowe — odczytywanie i tworzenie
Definicja: Wykres słupkowy (kolumnowy) przedstawia dane kategorialne za pomocą prostokątnych słupków, których wysokość odpowiada wartości danej kategorii. Oś X — kategorie, oś Y — wartości.
Prosto mówiąc: Każda kategoria ma swój słupek. Im wyższy słupek, tym większa wartość. Idealne do porównywania kilku rzeczy naraz.
Zastosowanie:
  • Porównywanie wyników z różnych miesięcy
  • Zestawienie popularności produktów
  • Wyniki głosowania lub ankiety
Przykład: Sprzedaż w sklepie: sty: 120, lut: 95, mar: 150. Rysujemy 3 słupki — marcowy jest najwyższy. Oś Y zaczyna od 0!
⚡ Zapamiętaj: Oś Y zawsze zaczyna od 0 (chyba że zaznaczysz przerwę). Inaczej wykres jest mylący i nierzetelny.
Wykresy kołowe — interpretacja procentowa
Definicja: Wykres kołowy (pierścieniowy) dzieli koło na wycinki proporcjonalne do udziałów procentowych poszczególnych kategorii. Suma wszystkich wycinków = 100% = 360°.
Prosto mówiąc: Koło to "cały tort" (100%). Każda kategoria dostaje kawałek proporcjonalny do swojego udziału. Dobry gdy chcesz pokazać udziały w całości.
Zastosowanie:
  • Budżet domowy — gdzie idą pieniądze
  • Skład produktu (białko, tłuszcz, cukier)
  • Wyniki wyborów
Przykład: Klasa: 40% dziewcząt, 60% chłopców. Kąt wycinku dziewcząt: $0{,}40 \times 360° = 144°$. Chłopcy: $0{,}60 \times 360° = 216°$.
⚡ Zapamiętaj: Kąt wycinku = procent × 3,6 (bo 360°/100% = 3,6°/%). Zawsze sprawdzaj, czy kąty sumują się do 360°.
Tabele danych — jak poprawnie odczytywać
Definicja: Tabela danych to siatka wierszy i kolumn. Nagłówki opisują co reprezentuje dany wiersz/kolumna. Każda komórka zawiera jedną wartość odpowiadającą jej wierszowi i kolumnie.
Prosto mówiąc: Czytasz tabelę jak mapę: wybierasz wiersz (co?) i kolumnę (kiedy/gdzie?) — przecięcie to szukana wartość. Zawsze czytaj nagłówki!
Zastosowanie:
  • Rozkłady jazdy, cenniki, tabele kursów walut
  • Wyniki sportowe, tabele ligowe
  • Porównanie kilku cech naraz
Przykład: Tabela temperatur: wiersze = miasta, kolumny = miesiące. Aby znaleźć temperaturę w Krakowie w lipcu — znajdź wiersz "Kraków" i kolumnę "lipiec".
⚡ Zapamiętaj: Najpierw przeczytaj tytuł tabeli i nagłówki wierszy/kolumn. Bez tego dane nie mają sensu.
Wykresy liniowe — odczytywanie trendu
Definicja: Wykres liniowy łączy punkty danych odcinkami. Pokazuje zmiany w czasie. Rosnąca linia = trend wzrostowy, opadająca = spadkowy, pozioma = brak zmian.
Prosto mówiąc: Idealne do pokazywania "jak coś się zmieniało z biegiem czasu". Temperatura w ciągu tygodnia, wzrost rośliny, cena akcji.
Zastosowanie:
  • Temperatura dzienna lub roczna
  • Postępy w nauce (wyniki testów)
  • Zmiana masy lub wzrostu
Przykład: Temperatura poniedziałek–piątek: 12°, 15°, 14°, 18°, 20°. Trend rosnący z lekkim spadkiem w środę. Szczyt: piątek 20°.
⚡ Zapamiętaj: Wykres liniowy służy do CIĄGŁYCH danych (czas, pomiary). Do kategorii używaj słupkowego.
Średnia arytmetyczna — obliczanie krok po kroku
Definicja: Średnia arytmetyczna zbioru $n$ liczb to ich suma podzielona przez $n$: $$\bar{x} = \frac{x_1 + x_2 + \ldots + x_n}{n}$$
Prosto mówiąc: Zsumuj wszystkie wartości, podziel przez ile ich jest. Wyobraź sobie, że "rozkładasz" sumę równo na wszystkich.
Zastosowanie:
  • Średnia ocen w szkole
  • Średnia temperatura miesiąca
  • Średnia prędkość w podróży
Przykład: Wyniki testu: 72, 85, 68, 91, 74. Suma = 390. Średnia = $390 \div 5 = 78$.
⚡ Zapamiętaj: Średnia MOŻE nie być równa żadnemu z wyników w zbiorze. To wartość "wyważona" — wrażliwa na skrajne wartości.
Mediana — środkowy wynik w zbiorze danych
Definicja: Mediana to wartość środkowa po uszeregowaniu danych rosnąco. Dla nieparzystej liczby danych $n$ — środkowy element. Dla parzystej — średnia dwóch środkowych.
Prosto mówiąc: Ustaw wszystkich uczniów w kolejce od najniższego do najwyższego. Ten stojący w środku ma wzrost równy medianie.
Zastosowanie:
  • Mediana zarobków (odporna na skrajne wartości)
  • Mediana cen nieruchomości
  • Lepiej niż średnia gdy są duże skoki w danych
Przykład: Dane: 3, 7, 2, 9, 4. Po sortowaniu: 2, 3, 4, 7, 9. Mediana = 4 (element 3-ci z 5). Dla 2, 3, 4, 7, 9, 10: mediana = $\tfrac{4+7}{2} = 5{,}5$.
⚡ Zapamiętaj: Najpierw SORTUJ, potem szukaj środka. Jeden miliarder w grupie nie zmienia mediany drastycznie — zmienia średnią.
Moda — najczęstszy wynik w danych
Definicja: Moda (dominanta) to wartość, która najczęściej pojawia się w zbiorze danych. Zbiór może mieć jedną modę, wiele mód lub żadnej (gdy każda wartość pojawia się tyle samo razy).
Prosto mówiąc: Co jest "popularne"? Moda to "ulubieniec" — ta wartość, na którą najczęściej trafiasz w danych.
Zastosowanie:
  • Najpopularniejszy rozmiar butów w sklepie
  • Najczęstsza odpowiedź w ankiecie
  • Typowy czas przejazdu autobusem
Przykład: Oceny: 4, 3, 5, 4, 2, 4, 3, 5. Moda = 4 (pojawia się 3 razy). Dane: 1, 2, 3, 4 — brak mody (każda po raz jeden).
⚡ Zapamiętaj: Moda jedyna miara, która może dotyczyć danych nielizbowych (np. kolor oczu: "moda = brązowy").
Doświadczenie losowe — rzut monetą i kostką
Definicja: Doświadczenie losowe to takie, którego wynik nie jest z góry określony. Zbiór wszystkich możliwych wyników to przestrzeń zdarzeń $\Omega$. Zdarzenie to dowolny podzbiór $\Omega$.
Prosto mówiąc: Rzucasz kostką — możesz wylosować 1,2,3,4,5,6. Prawdopodobieństwo każdego = $\tfrac{1}{6}$ (gdy kostka symetryczna). Każdy wynik jednakowo możliwy.
Zastosowanie:
  • Gry planszowe i losowania
  • Prognozowanie wyników sportowych
  • Ubezpieczenia i ryzyko
Przykład: Rzut monetą: $\Omega = \{O, R\}$ (orzeł, reszka). Prawdopodobieństwo orła = $\tfrac{1}{2}$. Rzut kostką: zdarzenie "parzysta" = $\{2,4,6\}$, $P = \tfrac{3}{6} = \tfrac{1}{2}$.
⚡ Zapamiętaj: $P = \tfrac{\text{liczba korzystnych wyników}}{\text{liczba wszystkich wyników}}$ — tylko gdy wyniki są równo prawdopodobne.
Drzewko możliwości — metoda zliczania wyników
Definicja: Drzewko (diagram drzewa) to graficzny schemat rozgałęzień pokazujący wszystkie możliwe wyniki złożonego doświadczenia losowego. Każda gałąź = jeden wynik kolejnego etapu.
Prosto mówiąc: Rzucasz monetą dwa razy. Pierwsza gałąź: O lub R. Z każdej wyrastają kolejne dwie: OO, OR, RO, RR. Widać WSZYSTKIE kombinacje.
Zastosowanie:
  • Wyznaczanie przestrzeni zdarzeń
  • Liczenie kombinacji (ubrania, menu)
  • Obliczanie prawdopodobieństwa zdarzeń złożonych
Przykład: Rzut monetą i kostką: $2 \times 6 = 12$ wyników. Drzewko: 2 gałęzie (O,R) → każda 6 gałęzi (1–6). Wyniki: O1, O2, ..., O6, R1, ..., R6.
⚡ Zapamiętaj: Liczba wyników = iloczyn liczb możliwości na każdym etapie. $2 \times 6 = 12$, $6 \times 6 = 36$ (dwie kostki).
Zdarzenie pewne, niemożliwe i losowe
Definicja: • Zdarzenie pewne: zawsze zachodzi, $P = 1$
• Zdarzenie niemożliwe: nigdy nie zachodzi, $P = 0$
• Zdarzenie losowe: może zajść lub nie, $0 < P \lt 1$
Prosto mówiąc: Rzucasz zwykłą kostką — wyrzucenie liczby od 1 do 6 to zdarzenie pewne. Wyrzucenie 7 to niemożliwe. Wyrzucenie 5 to losowe.
Zastosowanie:
  • Ocena prawdopodobieństwa zdarzeń
  • Analiza ryzyka w decyzjach
  • Gry i losowania
Przykład: Worek z kulkami: 3 czerwone, 2 niebieskie. P(czerwona) = 3/5. P(żółta) = 0 (niemożliwe). P(czerwona lub niebieska) = 1 (pewne).
⚡ Zapamiętaj: Prawdopodobieństwo zawsze mieści się w przedziale $[0, 1]$. Suma prawdopodobieństw wszystkich możliwych wyników = 1.
Dane statystyczne — zbieranie i porządkowanie
Definicja: Dane statystyczne to zebrane obserwacje lub pomiary. Porządkujemy je przez: tabelę częstości, sortowanie, grupowanie w przedziały. Populacja to cała badana zbiorowość, próba — jej część.
Prosto mówiąc: Zbierasz dane (np. wzrost uczniów), a potem układasz je tak, by łatwo znaleźć wzorce: kto jest najwyższy, jaka jest typowa wartość.
Zastosowanie:
  • Ankiety szkolne i badania opinii
  • Pomiary naukowe
  • Analiza wyników sportowych
Przykład: Wzrosty (cm): 162, 175, 168, 175, 180, 162, 162. Tabela częstości: 162→3×, 168→1×, 175→2×, 180→1×. Moda = 162 cm.
⚡ Zapamiętaj: Tabelę częstości tworzysz przez policzenie, ile razy każda wartość wystąpiła. Użyj kreseczek przy zliczaniu.
Diagram Venna — zaznaczanie zbiorów
Definicja: Diagram Venna to rysunek złożony z zachodzących na siebie okręgów (lub owalnych obszarów), gdzie każdy okrąg reprezentuje zbiór. Część wspólna (przekrój) to element należący do obu zbiorów.
Prosto mówiąc: Dwa okręgi częściowo na siebie nachodzą. W środku (część wspólna) są elementy należące do obu zbiorów. Na zewnątrz — elementy nienależące do żadnego.
Zastosowanie:
  • Klasyfikacja zwierząt (ssaki, zwierzęta wodne)
  • Hobby uczniów (kto gra w piłkę I pływa)
  • Logika i teoria zbiorów
Przykład: Zbiór A: {1,2,3,4}, Zbiór B: {3,4,5,6}. Część wspólna A∩B = {3,4}. Suma A∪B = {1,2,3,4,5,6}.
⚡ Zapamiętaj: ∩ = przekrój (część wspólna = "i"). ∪ = suma (wszystkie razem = "lub"). A\B = różnica (tylko w A, nie w B).
Statystyka — odczyt danych i średnia

Średnia arytmetyczna

$$\bar{x}=\frac{x_1+x_2+\ldots+x_n}{n}$$

Sumujemy wszystkie dane i dzielimy przez ich liczbę. Każde wystąpienie liczy się osobno — dla ocen $5,5,5,2$ mamy $n=4$, więc $\bar{x}=\frac{17}{4}=4{,}25$.

Zależność odwrotna

$$\text{suma}=\bar{x}\cdot n$$

Jeśli średnia trzech liczb wynosi $10$, ich suma to $30$. To bardzo częsty krok w zadaniach.

Diagramy

Słupkowy — porównywanie wielkości. Kołowy — udział części w całości; pełne koło to $360^\circ$, więc:

$$\text{procent}=\frac{\alpha}{360^\circ}\cdot100\%$$

Wycinek o kącie $90^\circ$ odpowiada $25\%$ całości.

Jak zmienia się średnia

Dołożenie liczby większej od dotychczasowej średniej podnosi ją, mniejszej — obniża. Liczba równa średniej nic nie zmienia.

Doświadczenia losowe

$$P(A)=\frac{|A|}{|\Omega|},\qquad 0\le P(A)\le 1$$

Zdarzenie niemożliwe ma $P=0$ (np. wyrzucenie $7$ na kostce), pewne $P=1$.

Na co uważać

Średnia bywa myląca przy wartościach skrajnych — jedna bardzo duża liczba potrafi ją znacząco zawyżyć. Przy odczycie z diagramu zawsze sprawdź, czy oś zaczyna się od zera; przesunięta skala wyolbrzymia różnice.

∑Wzory 8

Klasyczna definicja prawdopodobieństwa
$$P(A)=\frac{|A|}{|\Omega|}$$

Liczba zdarzeń sprzyjających podzielona przez liczbę wszystkich zdarzeń elementarnych.

Przykład: Rzut kostką, wypadnie liczba parzysta: $P=\frac36=\frac12$.

Kombinacje (symbol Newtona)
$$C_n^k=\binom{n}{k}=\frac{n!}{k!\,(n-k)!}$$

Liczba $k$-elementowych podzbiorów zbioru $n$-elementowego (kolejność nie ma znaczenia).

Przykład: Wybór 2 osób z 6: $\binom{6}{2}=15$.

Odchylenie standardowe
$$\sigma=\sqrt{\sigma^2}$$

Miara rozproszenia danych wokół średniej.

Przykład: $\sigma^2=\frac83$: $\sigma=\sqrt{\frac83}\approx1{,}63$.

Permutacje
$$P_n=n!$$

Liczba sposobów ustawienia $n$ różnych elementów w kolejności.

Przykład: 5 osób w kolejce: $5!=120$ ustawień.

Prawdopodobieństwo warunkowe
$$P(A|B)=\frac{P(A\cap B)}{P(B)},\quad P(B)>0$$

Prawdopodobieństwo $A$, gdy wiemy, że zaszło $B$.

Przykład: Rzut kostką: szansa na 6, gdy wypadła liczba parzysta: $\frac{1/6}{1/2}=\frac13$.

Schemat Bernoulliego
$$P(S_n=k)=\binom{n}{k}p^k(1-p)^{n-k}$$

Prawdopodobieństwo $k$ sukcesów w $n$ niezależnych próbach.

Przykład: Dokładnie 2 szóstki w 3 rzutach: $\binom32\left(\frac16\right)^2\cdot\frac56=\frac{15}{216}$.

Średnia arytmetyczna
$$\bar{x}=\frac{x_1+x_2+\ldots+x_n}{n}$$

Suma wartości podzielona przez ich liczbę.

Przykład: Oceny 4, 5, 3, 4: $\bar{x}=\frac{16}{4}=4$.

Średnia ważona
$$\bar{x}_w=\frac{w_1x_1+w_2x_2+\ldots+w_nx_n}{w_1+w_2+\ldots+w_n}$$

Każda wartość ma swoją wagę.

Przykład: Sprawdzian 5 (waga 3) i kartkówka 3 (waga 1): $\frac{15+3}{4}=4{,}5$.

🧩Quizy 2

✍Zadania dodatkowe 40

Zadania ćwiczeniowe ze zbiorów Matematix — z rozwiązaniami krok po kroku.

Zadanie nr 1

Oblicz średnią arytmetyczną liczb: $4$, $7$, $10$, $3$.

A $5$
B $6$
C $7$
D $24$
Zadanie nr 2

Uczeń dostał oceny: $3$, $4$, $5$, $4$, $4$. Oblicz średnią oraz podaj dominantę.

Zadanie nr 3

Wyznacz medianę zestawu: $8$, $3$, $5$, $12$, $7$.

Zadanie nr 4

Wyznacz medianę zestawu: $10$, $4$, $6$, $2$.

Zadanie nr 5

Średnia pięciu liczb wynosi $12$. Ile wynosi ich suma?

A $12$
B $17$
C $60$
D $2{,}4$
Zadanie nr 6

Średnia czterech liczb wynosi $9$. Trzy z nich to $7$, $10$ i $8$. Jaka jest czwarta liczba?

Zadanie nr 7

W zestawie $2$, $3$, $3$, $4$, $100$ która miara najlepiej opisuje „typową” wartość?

A mediana, bo nie zależy od wartości skrajnych
B średnia, bo uwzględnia wszystkie dane
C suma, bo pokazuje całość
D wartość największa
Zadanie nr 8

W tabeli podano liczbę uczniów, którzy dostali daną ocenę: ocena $2$ — $3$ uczniów, ocena $3$ — $8$ uczniów, ocena $4$ — $6$ uczniów, ocena $5$ — $3$ uczniów. Ilu uczniów pisało sprawdzian i jaka jest dominanta ocen?

Zadanie nr 9

Korzystając z danych z poprzedniego zadania, oblicz średnią ocenę na sprawdzianie.

Zadanie nr 10

Na diagramie kołowym wycinek odpowiadający uczniom dojeżdżającym do szkoły ma kąt $72^\circ$. Jaki procent uczniów dojeżdża?

A $72\%$
B $36\%$
C $25\%$
D $20\%$
Zadanie nr 11

W szkole jest $250$ uczniów. Na diagramie kołowym wycinek „sport” obejmuje $36\%$. Ilu uczniów wybrało sport i jaki kąt ma ten wycinek?

Zadanie nr 12

Średnia wzrostu $10$ zawodników wynosi $180$ cm. Do drużyny dołączył zawodnik o wzroście $191$ cm. Jaka jest teraz średnia wzrostu?

Zadanie nr 13

Do zestawu $5$, $5$, $5$, $5$ dodano liczbę $5$. Jak zmieniła się średnia?

A wzrosła
B nie zmieniła się
C zmalała
D nie da się ustalić
Zadanie nr 14

Zestaw danych to: $6$, $9$, $6$, $12$, $9$, $6$. Wyznacz średnią, medianę i dominantę.

Zadanie nr 15

Diagram słupkowy pokazuje sprzedaż w czterech miesiącach, ale oś pionowa zaczyna się od wartości $95$, a nie od zera. Jaki jest tego skutek?

A wykres jest zawsze błędny
B różnice między słupkami wydają się mniejsze
C różnice między słupkami wydają się większe
D nie ma to żadnego wpływu na odbiór
Zadanie nr 16

Ośmiu uczniów zebrało kasztany: $12$, $15$, $9$, $20$, $15$, $11$, $15$, $23$ sztuki. Oblicz średnią i dominantę oraz podaj, ilu uczniów zebrało więcej niż średnia.

Zadanie nr 17

W pierwszej grupie $10$ uczniów średnia wyniku testu to $60$ punktów, a w drugiej grupie $15$ uczniów — $70$ punktów. Jaka jest średnia wszystkich $25$ uczniów?

Zadanie nr 18

Rzucamy jedną kostką do gry. Jakie jest prawdopodobieństwo wyrzucenia liczby parzystej?

A $\frac12$
B $\frac13$
C $\frac16$
D $\frac23$
Zadanie nr 19

W worku jest $5$ kul czerwonych, $3$ niebieskie i $2$ zielone. Losujemy jedną kulę. Oblicz prawdopodobieństwo wylosowania kuli niebieskiej oraz kuli, która nie jest czerwona.

Zadanie nr 20

Zestaw sześciu liczb ma średnią $10$. Po usunięciu jednej liczby średnia pozostałych pięciu wzrosła do $11$. Jaką liczbę usunięto?

Zadanie nr 1

Rzucamy monetą. Jakie jest prawdopodobieństwo wyrzucenia orła?

A $1$
B $\frac12$
C $\frac14$
D $0$
Zadanie nr 2

Oblicz średnią arytmetyczną liczb: $12$, $15$, $9$, $20$.

Zadanie nr 3

W urnie jest $4$ kule czerwone i $6$ niebieskich. Jakie jest prawdopodobieństwo wylosowania kuli czerwonej?

Zadanie nr 4

Rzucamy kostką. Prawdopodobieństwo wyrzucenia liczby podzielnej przez $3$ wynosi:

A $\frac16$
B $\frac12$
C $\frac13$
D $\frac23$
Zadanie nr 5

W klasie zebrano oceny: $3$, $4$, $5$, $4$, $3$, $4$. Uporządkuj dane i podaj, która ocena wystąpiła najczęściej.

Zadanie nr 6

Zdarzenie o prawdopodobieństwie $1$ nazywamy:

A pewnym
B niemożliwym
C losowym
D przeciwnym
Zadanie nr 7

Średnia ocen z pięciu prac wynosi $4$. Cztery oceny to $3$, $5$, $4$, $4$. Jaka jest piąta ocena?

Zadanie nr 8

W pudełku jest $5$ kul białych, $3$ czarne i $2$ zielone. Oblicz prawdopodobieństwo wylosowania kuli, która nie jest biała.

Zadanie nr 9

Na diagramie kołowym wycinek odpowiadający $25\%$ danych ma kąt środkowy:

A $25^\circ$
B $45^\circ$
C $180^\circ$
D $90^\circ$
Zadanie nr 10

Rzucamy dwiema monetami. Wypisz wszystkie możliwe wyniki i oblicz prawdopodobieństwo wyrzucenia dokładnie jednego orła.

Zadanie nr 11

Która miara najlepiej opisuje typowe zarobki, gdy w firmie kilka osób zarabia bardzo dużo, a większość — niewiele?

A średnia arytmetyczna
B mediana
C suma
D rozstęp
Zadanie nr 12

Losujemy jedną kartę z talii $52$ kart. Oblicz prawdopodobieństwo wylosowania kiera oraz prawdopodobieństwo wylosowania figury (walet, dama, król).

Zadanie nr 13

W ankiecie $120$ uczniów wybierało ulubiony przedmiot. Matematykę wskazało $30$ osób. Jaki to procent i jaki kąt środkowy odpowiada temu na diagramie kołowym?

Zadanie nr 14

Prawdopodobieństwo zdarzenia niemożliwego wynosi:

A $0$
B $1$
C $\frac12$
D $-1$
Zadanie nr 15

Wyznacz medianę i rozstęp zestawu: $7$, $3$, $9$, $5$, $11$, $3$.

Zadanie nr 16

Rzucamy dwiema kostkami. Ile jest wszystkich możliwych wyników?

A $12$
B $6$
C $36$
D $11$
Zadanie nr 17

W szkole przeprowadzono ankietę wśród $200$ uczniów. Wyniki: rower $80$ osób, autobus $60$, pieszo $40$, samochód $20$. Oblicz procenty i kąty na diagramie kołowym oraz sprawdź, czy sumy się zgadzają.

Zadanie nr 18

Losujemy jedną liczbę ze zbioru $\{1,2,\dots,20\}$. Oblicz prawdopodobieństwo, że wylosowana liczba jest parzysta i jednocześnie podzielna przez $3$.

Zadanie nr 19

Gazeta pisze: „Sprzedaż wzrosła aż o $200\%$!”, a w tabeli widać wzrost z $50$ do $150$ sztuk. Czy nagłówek jest prawdziwy?

Zadanie nr 20

W klasie jest $12$ dziewcząt i $18$ chłopców. Średnia wzrostu dziewcząt to $160$ cm, a chłopców $172$ cm. Oblicz średni wzrost w całej klasie.

📄Zadania z arkuszy 17

Prawdziwe zadania z arkuszy egzaminacyjnych (matura, egzamin ósmoklasisty, próbne) dotyczące tego tematu.

Zadanie nr 10 · Egz. 8-kl. 2025

Na loterię przygotowano $72$ losy ponumerowane $1$–$72$. Wygrywają losy $1$–$9$ oraz $46$–$72$; pozostałe są puste. Ada wyciąga jeden los. Prawdopodobieństwo wyciągnięcia losu pustego jest równe

A $\tfrac{26}{72}$
B $\tfrac{27}{72}$
C $\tfrac{35}{72}$
D $\tfrac{36}{72}$
Zadanie nr 1 · Egz. 8-kl. 2022
Wśród pewnej grupy osób przeprowadzono ankietę. Jedno z pytań brzmiało: Jaka jest twoja ulubiona pora roku? Każdy ankietowany wskazał tylko jedną porę roku. Rozkład udzielonych odpowiedzi na to pytanie przedstawiono na diagramie.

Matematyka jest prosta



Oceń prawdziwość podanych zdań. Wybierz P, jeśli zdanie jest prawdziwe, albo F − jeśli jest fałszywe:
Zima jest ulubioną porą roku dla mniej niż \(24\%\) liczby osób ankietowanych.
A -Prawda
B -Fałsz
Lato jest ulubioną porą roku dla \(\frac{3}{7}\) liczby osób ankietowanych.
C -Prawda
D -Fałsz
Zadanie nr 1 · Egz. 8-kl. 2021
Na diagramie przedstawiono wyniki ankiety, w której uczniowie pewnej szkoły odpowiadali na pytanie „Jakie jest twoje ulubione zwierzę domowe?”. Każdy ankietowany uczeń podawał tylko jedno zwierzę. Chomik był ulubieńcem \(16\) uczniów.

Matematyka jest prosta



Które z podanych zdań jest fałszywe? Wybierz właściwą odpowiedź spośród podanych.
A Pies był ulubieńcem \(45\%\) uczniów biorących udział w ankiecie.
B Królika wskazało \(4\) razy mniej uczniów niż chomika.
C Kota wskazało \(24\) ankietowanych uczniów.
D W ankiecie wzięło udział \(80\) uczniów.
Zadanie nr 1 · Egz. 8-kl. 2021
Na diagramie słupkowym przedstawiono liczby medali zdobytych na czterech letnich igrzyskach olimpijskich przez reprezentację Polski.

Matematyka jest prosta



Oceń prawdziwość podanych zdań, dotyczących medali zdobytych przez reprezentację Polski podczas letnich igrzysk olimpijskich w latach 2004–2016. Wybierz P, jeśli zdanie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe. Liczba zdobytych złotych medali stanowi więcej niż jedną trzecią liczby wszystkich zdobytych medali.
Podczas letnich igrzysk olimpijskich średnio zdobywano 3 złote medale.
Liczba zdobytych złotych medali stanowi więcej niż jedną trzecią liczby wszystkich zdobytych medali.



Podczas letnich igrzysk olimpijskich średnio zdobywano 3 złote medale.



Zadanie nr 1 · Próbny 2021
W szkole Adama w gazetce szkolnej ukazał się artykuł, dotyczący wyboru przez ósmoklasistów szkoły ponadpodstawowej.

Matematyka jest prosta



Poniżej zapisano trzy prawdziwe informacje.

I. Ankietę oddało łącznie \(150\) uczniów.

II. W ankiecie wzięli udział wszyscy uczniowie klas ósmych.

III. Łącznie mniej niż połowa uczniów biorących udział w ankiecie zamierza kontynuować naukę w technikum lub w branżowej szkole.



Które z informacji - I, II, III - wynikają z analizy danych zamieszczonych w treści artykułu?
A Tylko I i II
B Tylko I i III
C Tylko II i III
D Wszystkie - I, II i III
Zadanie nr 10 · Egz. 8-kl. 2020
Wśród \(180\) uczniów dojeżdżających do szkoły przeprowadzono ankietę. Uczniowie odpowiadali na pytanie, z jakiego środka transportu korzystają w drodze do szkoły. Każdy uczeń wskazał jeden środek transportu. Otrzymano następujące wyniki:

· \(30\%\) uczniów dojeżdża tramwajem (T),

· \(\frac{1}{4}\) uczniów - autobusem (A),

· co piąty - rowerem (R),

· a pozostali - samochodem (S).



Na którym diagramie przedstawiono wyniki tej ankiety?
A Matematyka jest prosta
B Matematyka jest prosta
C Matematyka jest prosta
D Matematyka jest prosta
Zadanie nr 5 · Próbny 2020
Na diagramie przedstawiono oceny z kartkówki z matematyki uzyskane przez uczniów klas 7a i 7b.

Matematyka jest prosta



Oceń prawdziwość podanych zdań. Wybierz P, jeśli zdanie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe. Średnia ocen z kartkówki w klasie 7a jest równa średniej ocen z tej kartkówki w klasie 7b.
Średnia ocen z kartkówki w obu klasach łącznie jest równa \(4\).
Średnia ocen z kartkówki w klasie 7a jest równa średniej ocen z tej kartkówki w klasie 7b.



Średnia ocen z kartkówki w obu klasach łącznie jest równa \(4\).



Zadanie nr 16 · Próbny 2020
Wśród uczniów przeprowadzono ankietę dotyczącą uprawianych przez nich dyscyplin sportowych. Każdy ankietowany podał jedną dyscyplinę. Wyniki ankiety przedstawiono na diagramie.

Matematyka jest prosta



Sześciu spośród ankietowanych uprawia koszykówkę. Ilu uczniów gra w piłkę nożną?
Zadanie nr 1 · Egz. 8-kl. 2019
Na obozie sportowym przebywali uczniowie z klas IV, V, VI i VII. Liczbę uczestników obozu z poszczególnych klas przedstawiono na diagramie 1. Każdy z uczestników obozu uprawia jedną z trzech dyscyplin lekkoatletycznych: biegi, rzuty, skoki. Na diagramie 2. przedstawiono, jaka część uczniów trenuje poszczególne dyscypliny.

Matematyka jest prosta



Wśród wszystkich uczestników obozu \(28\%\) stanowili uczniowie z klas:
A czwartych
B piątych
C szóstych
D siódmych
Zadanie nr 2 · Egz. 8-kl. 2019
Na obozie sportowym przebywali uczniowie z klas IV, V, VI i VII. Liczbę uczestników obozu z poszczególnych klas przedstawiono na diagramie 1. Każdy z uczestników obozu uprawia jedną z trzech dyscyplin lekkoatletycznych: biegi, rzuty, skoki. Na diagramie 2. przedstawiono, jaka część uczniów trenuje poszczególne dyscypliny.

Matematyka jest prosta



Oceń prawdziwość podanych zdań. Wybierz P, jeśli zdanie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe. Skoki trenuje więcej osób niż rzuty.
Biegi trenuje o \(10\) osób więcej niż skoki.
Skoki trenuje więcej osób niż rzuty.



Biegi trenuje o \(10\) osób więcej niż skoki.



Zadanie nr 1 · Egz. 8-kl. 2018
W pierwszym dniu każdego miesiąca ubiegłego roku pan Tomek zapisywał masę swojego ciała. Początkowo masa jego ciała malała. W listopadzie i grudniu ważył tyle samo, ile w lipcu. W żadnym miesiącu nie ważył więcej niż \(76kg\). Pan Tomek wyniki swoich pomiarów umieścił na diagramie. Który z diagramów przedstawia wyniki pomiarów pana Tomka w ubiegłym roku?
A Matematyka jest prosta
B Matematyka jest prosta
C Matematyka jest prosta
D Matematyka jest prosta
Zadanie nr 1 · Egz. 8-kl. 2012
Na diagramie przedstawiono wyniki pracy klasowej z matematyki w pewnej klasie.

Matematyka jest prosta



Z informacji podanych na diagramie wynika, że:
A Pracę klasową pisało \(30\) uczniów
B Najczęściej powtarzającą się oceną jest \(4\)
C Mediana wyników z pracy klasowej wynosi \(2\)
D Średnia wyników z pracy klasowej jest równa \(3,6\)
Zadanie nr 11 · Egz. 8-kl. 2004
Diagram przedstawia wyniki ankiety przeprowadzonej wśród grupy gimnazjalistów na temat ulubionego miejsca wypoczynku. Każdy wskazał tylko jedno miejsce. Oblicz, ilu uczniów liczyła ankietowana grupa, jeśli nad jeziorem lubi wypoczywać \(90\) spośród ankietowanych gimnazjalistów.

Matematyka jest prosta
Zadanie nr 2 · Egz. 8-kl. 2003
Diagram kołowy przedstawia wyniki wyborów do samorządu szkolnego.

Matematyka jest prosta



Jaka część uczniów głosowała na Agatę?
A Mniej niż \(\frac{1}{4}\) ogółu
B Mniej niż \(\frac{1}{3}\), ale więcej niż \(\frac{1}{4}\) ogółu
C Więcej niż \(\frac{1}{3}\), ale mniej niż \(\frac{2}{5}\) ogółu
D Więcej niż \(\frac{2}{5}\) ogółu
Zadanie nr 1 · Egz. 8-kl. 2002
Wśród gimnazjalistów przeprowadzono ankietę na temat ich zainteresowań. Każdy uczeń podał tylko jeden rodzaj zainteresowań. Ilu uczniów brało udział w ankiecie?

Matematyka jest prosta
A \(250\)
B \(320\)
C \(350\)
D \(370\)
Zadanie nr 2 · Egz. 8-kl. 2002
Wśród gimnazjalistów przeprowadzono ankietę na temat ich zainteresowań. Każdy uczeń podał tylko jeden rodzaj zainteresowań. O ilu mniej uczniów interesuje się kolarstwem, niż informatyką?

Matematyka jest prosta
A \(70\)
B \(110\)
C \(120\)
D \(130\)
Zadanie nr 19 · Egz. 8-kl.
Na diagramie przedstawiono wielkość produkcji krzeseł w firmie Mebelix w 2015r. i 2016r.

Matematyka jest prosta



Czy liczba wyprodukowanych krzeseł w roku 2016 była o \(100\%\) większa od liczby wyprodukowanych krzeseł w roku 2015?



Wybierz odpowiedź T albo N i jej uzasadnienie spośród A, B albo C. A) drugi słupek na wykresie jest \(2\) razy wyższy od pierwszego.
B) liczba krzeseł wyprodukowanych w 2016 roku jest o \(40\%\) większa niż liczba krzeseł wyprodukowanych w 2015 roku.
C) w 2016 roku wyprodukowano o \(100\) krzeseł więcej niż w 2015 roku.
Zacznij dziś

Zacznij naukę już dziś — to nic nie kosztuje

Załóż bezpłatne konto i otwórz dostęp do pełnego śledzenia postępów, planów nauki i quizów. Arkusze i zadania podstawowe są dostępne bez rejestracji. Już ponad 5 000 uczniów uczy się z Matematix.