Coefficient of Variation in Maths
1.गणित में विचरण-गुणांक (Coefficient of Variation in Maths),सांख्यिकी में प्रमाप विचलन (Standard Deviation in Statistics):
गणित में विचरण-गुणांक (Coefficient of Variation in Maths) एक सापेक्ष माप (Relative Measure) है।जैसा कि पूर्व आर्टिकल में बताया जा चुका है कि दो या दो से अधिक श्रेणियों में अपकिरण की मात्रा की तुलना करने के लिए विचरण-गुणांक का प्रयोग किया जाता है।
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2.गणित में विचरण-गुणांक के साधित उदाहरण (Coefficient of Variation in Maths Solved Examples):
Example:1.गणना कीजिए:(i) 40 फर्मों की कुल प्रार्थित पूंजी (ii)प्रमाप विचलन तथा (iii)प्रार्थित पूँजी का विचरण-गुणांक:
(Calculate:(i) Total paid up capital of all 40 firms (ii)Standard deviation and (iii) “Coefficient of variation of the paid up capital):
Capital Rs. in thousanad | Firms |
1-50 | 10 |
51-100 | 9 |
101-150 | 3 |
150-200 | 7 |
201-250 | 4 |
251-300 | 5 |
301-350 | 2 |
Solution:समावेशी श्रेणी को अपवर्जी श्रेणी में परिवर्तित करने पर:
Calculation of Coefficient of Variation by Step Deviation Method(A=175.5,i=50)
Capital | M.V.(X) | Firms(f) | fX | dx’ | fdx’ | fd^{2}x' |
0.5-50.5 | 25.5 | 10 | 255 | -3 | -30 | 90 |
50.5-100.5 | 75.5 | 9 | 679.5 | -2 | -18 | 36 |
100.5-150.5 | 125.5 | 3 | 376.5 | -1 | -3 | 3 |
150.5-200.5 | 175.5 | 7 | 1228.5 | 0 | 0 | 0 |
200.5-250.5 | 225.5 | 4 | 902 | 4 | 4 | 4 |
250.5-300.5 | 275.5 | 5 | 1377.5 | 10 | 10 | 20 |
300.5-350.5 | 325.5 | 2 | 651 | 6 | 6 | 18 |
Total | 40 | 5470 | -31 | 171 |
(i) 40 फर्मों की कुल प्रार्थित पूँजी=5470
(ii) \bar{X} =A+\frac{\Sigma f d x}{N} \times i \\ =175.5+\frac{(-31)}{40} \times 50 \\ =175.5-38.75 \\ =136.75 \\ \sigma=i \times \sqrt{\frac{\sum f d^{2} x^{\prime}}{N}-\left(\frac{\sum f d x^{\prime}}{N}\right)^{2}} \\ =50 \sqrt{\frac{171}{40}-\left(\frac{-31}{40}\right)^{2}}\\ =50 \sqrt{4.275-\frac{961}{1600}}\\ =50 \sqrt{4.275-0.600625}\\ =50 \sqrt{3.674375 } \\ =50 \times 1.9168659 \\ \approx 95.843295 \\ \sigma \approx 95.84
(iii)coefficient of variation =\frac{\sigma}{\bar{X}} \times 100 \\ =\frac{95.84}{13675} \times 100 \\ =70.084 \% \approx 70.08 \%
Example:2.एक फैक्ट्री A व B दो प्रकार के विद्युत बल्बों का उत्पादन करती है।उनके ‘जीवन’ (Life) सम्बन्धी एक प्रयोग के उपलब्ध परिणाम निम्नवत् हैं:
(A factory produces two types of electric lamps, A and B. In an experiment relating to their life, the following results were obtained):
Length of life | No. of Lamps | No. of Lamps |
500-700 | 5 | 4 |
700-900 | 11 | 30 |
900-1100 | 26 | 12 |
1100-1300 | 10 | 8 |
1300-1500 | 8 | 6 |
Total | 60 | 60 |
विचरण-गुणांक के आधार पर दोनों प्रकार के बल्बों के जीवन की विचरणता की तुलना कीजिए।
(Compare the variability of the two varieties using coefficient of variation):
Solution: Calculation of Coefficient of Variation by Step Deviation Method(A=1000,i=200)
Length of | Mid Values | dx’ | Freq. | fdx’ | fd^{2} x' | Freq. | fdx’ | fd^{2} x' |
Life(hrs) | (X) | A | A | B | B | |||
500-700 | 600 | -2 | 5 | -10 | 20 | 4 | -8 | 16 |
700-900 | 800 | -1 | 11 | -11 | 11 | 30 | -30 | 30 |
900-1100 | 1000 | 0 | 26 | 0 | 0 | 12 | 0 | 0 |
1100-1300 | 1200 | 1 | 10 | 10 | 10 | 8 | 8 | 8 |
1300-1500 | 1400 | 2 | 8 | 16 | 32 | 6 | 12 | 24 |
Total | 60 | 5 | 73 | 60 | -18 | 78 |
Lamps A
\bar{X} =A+\frac{\Sigma f d x^{\prime} }{N}\times i \\ =1000+\frac{5}{60} \times 200 \\ =1000+\frac{50}{3} \\ =1000+16.666 \\ \bar{X} \approx 1016.67 \\ \sigma =i \times \sqrt{\frac{\Sigma fd^{2} x^{\prime}}{N}-\left(\frac{\Sigma f d x^{\prime}}{N}\right)^{2}} \\ =200 \sqrt{\frac{73}{60}-\left(\frac{5}{60}\right)^{2}} \\ =200 \sqrt{1.21666-\frac{25}{3600}} \\=200 \sqrt{1.21666-\frac{25}{3600}} \\ =200 \sqrt{1.21666-0.60694} \\ =200 \times \sqrt{1.20972} \\ =200 \times 1.09987 \\ =200 \times 1.09987 \\ \sigma \approx 219.97Coefficient of variation =\frac{\sigma}{\bar{X}} \times 100 \\ =\frac{219.97}{1016.67} \times 100 \\=21.63 \%
Lamp B
\bar{X}=A+\frac{\sigma f dx^{\prime}}{N} \times i \\ =1000+\frac{(-18)}{60} \times 200 \\ =1000-60 \\ \bar{X} =940 \\ \sigma =i \times \sqrt{\frac{\Sigma f d^{2} x^{\prime}}{N}-\left(\frac{\Sigma f d x^{\prime}}{N}\right)^{2}} \\ =200 \sqrt{\frac{78}{60}-\left(\frac{-18}{60}\right)^{2}} \\ =200 \sqrt{1.3-\frac{324}{3600}}\\ =200 \sqrt{1.3-0.09} \\ =200 \sqrt{1.21} \\ =200 \times 1.1 \\ \sigma=220coefficient of variation =\frac{\sigma}{\bar{X}} \times 100 \\ = \frac{220}{940} \times 100 \\ \approx 23.40 \%
Example:3.माना कि दो उत्पादकों A और B द्वारा निर्मित पाॅलिथीन की थैलियों के प्रतिदर्श का परीक्षण एक प्रत्याशित क्रेता द्वारा उनके विस्फोटन दबाव (bursting pressure) हेतु किया गया जिसके परिणाम निम्नवत् हैं:
(Suppose that samples of polythene bags from two manufacturers, A and B are tested by a prospective buyers for bursting pressure, with the following results):
Brusting Pressure | No. of Bags(A) | No. of Bages(B) |
5.0-9.9 | 2 | 9 |
10.0-14.9 | 9 | 11 |
15.0-19.9 | 29 | 18 |
20.0-24.9 | 54 | 32 |
25.0-29.9 | 11 | 27 |
30.0-34.9 | 5 | 13 |
Total | 110 | 110 |
कौनसी थैलियों का औसत दबाव अधिक है?किसका दबाव अधिक समान है? यदि दौनों का मूल्य समान हो तो किस उत्पादक की थैलियाँ क्रेता द्वारा अधिक पसन्द की जाएगी तथा क्यों?
(Which of the bags has the highest average bursting pressure? Which has more uniform pressure? If prices are the same which manufacturer’s bags would be preferred by the buyer and why?)
समावेशी श्रेणी को अपवर्जी श्रेणी में परिवर्तित करना होगा।
Solution:Calculation table of Coefficient of Variation by Step Deviation Method(A=17.45,i=5)
Bursting | Mid Value | dx’ | Freq. | fdx’ | fd^{2} x' | Freq. | fdx’ | fd^{2} x' |
Pressure | X | A | A | B | B | |||
4.95-9.95 | 7.45 | -2 | 2 | -4 | 8 | 9 | -18 | 36 |
9.95-14.95 | 12.45 | -1 | 9 | -9 | 9 | 11 | -11 | 11 |
14.95-19.95 | 17.45 | 0 | 29 | 0 | 0 | 18 | 0 | 0 |
19.95-24.95 | 22.45 | 1 | 54 | 54 | 54 | 32 | 32 | 32 |
24.95-29.95 | 27.45 | 2 | 11 | 22 | 44 | 27 | 54 | 108 |
29.95-34.95 | 32.45 | 3 | 5 | 15 | 45 | 13 | 39 | 117 |
110 | 78 | 160 | 110 | 96 | 304 |
Bags A
\bar{X}=A+\frac{\Sigma fdx^{\prime}}{N} \times i\\ =17.45+\frac{78}{110} \times 5\\ =17.45+3.545\\ =20.995\\ \bar{X} \approx 21 lbs
\sigma =i \times \sqrt{\frac{\Sigma fd^{2} x^{\prime}}{N}-\left(\frac{\Sigma f d x^{\prime}}{N}\right)^{2}} \\ =5 \sqrt{\frac{160}{110}-\left(\frac{78}{110}\right)^{2}}\\ =5 \sqrt{1.4545-\frac{6084}{12100}}\\ =5 \sqrt{1.4545-0.5028}\\ =5 \sqrt{0.9517}\\ =5 \times 0.9755 \\ \sigma \approx 4.88 lbs
coefficient of variation=\frac{\sigma}{\bar{X}} \times 100=\frac{4.88}{21} \times 100=23.24 \%
Bag B
\bar{X}=A+\frac{\Sigma f d x^{\prime}}{N} \times i\\ =17.45+\frac{96}{110} \times 5 \\ =17.45+4.363\\ \bar{X} \approx 21.81\\ \sigma =i \times \sqrt{\frac{\Sigma f d^{2} x^{\prime}}{N}-\left(\frac{\Sigma d x^{\prime}}{N}\right)^{2}} \\ =5 \sqrt{\frac{304}{110}-\left(\frac{96}{110}\right)^{2}}\\ =5 \sqrt{2.7636-\frac{9216}{12100}}\\ =5 \sqrt{2.7636-0.76165}\\ =5 \times \sqrt{2.00195} \\ =5 \times 1.4149 \\ \sigma \approx 7.07 lbs
coefficient of variation =\frac{\sigma}{\overline{X}} \times 100 \\ =\frac{7.07}{21.81} \times 100 \\ =\frac{707}{21.81} \\ =32.416 \% \\ \approx 32.42 \%
A is more uniform.
Example:4.निम्नलिखित आवृत्ति वितरण से समान्तर माध्य,प्रमाप विचलन तथा विचरण-गुणांक की गणना कीजिए:
(From the following frequency distribution calculate arithmetic mean,standard deviation and coefficient of variation):
Years | No. of Teachers |
14-20 | 1 |
9-13 | 1 |
6-8 | 3 |
4-5 | 6 |
3 | 5 |
2 | 2 |
1 | 1 |
0 | 1 |
Total | 20 |
Solution:Calculation Table of Coefficient of Variation by Short-cut Method
Years | Mid value(X) | No. of teachers(f) | dx(A=7) | fdx | fd^{2}x' |
14-20 | 17 | 1 | 10 | 10 | 100 |
9-13 | 11 | 1 | 4 | 4 | 16 |
6-8 | 7 | 3 | 0 | 0 | 0 |
4-5 | 4.5 | 6 | -2.5 | -15 | 37.5 |
3 | 3 | 5 | -4 | -20 | 80 |
2 | 2 | 2 | -5 | -10 | 50 |
1 | 1 | 1 | -6 | -6 | 36 |
0 | 0 | 1 | -7 | -7 | 49 |
Total | 20 | -44 | 368.5 |
coefficient of variation =\frac{\sigma}{\overline{X}} \times 100 \\ =\frac{3.69}{4.8} \times 100 \\ =76.88 \%
Example:5.निम्नलिखित समंकों का समान्तर माध्य, प्रमाप विचलन तथा विचरण-गुणांक ज्ञात कीजिए:
(From the following data calculate mean,standard deviation and coefficient of variation):
Income (Rs.) | No. of Persons |
100-200 | 15 |
100-300 | 33 |
100-400 | 63 |
100-500 | 83 |
100-600 | 100 |
Solution:Calculation Table of Coefficient of Variation by Alternate Method
Income(Rs.) | Mid Value(X) | No. of Persons(f) | X^{2} | fx | fX^{2} |
100-200 | 150 | 15 | 22500 | 2250 | 337500 |
200-300 | 250 | 18 | 62500 | 45000 | 1125000 |
300-400 | 350 | 30 | 122500 | 10500 | 3675000 |
400-500 | 450 | 20 | 202500 | 9000 | 4050000 |
500-600 | 550 | 17 | 303500 | 9350 | 5142500 |
Total | 100 | 712500 | 35600 | 14330000 |
coefficient of variation =\frac{\sigma}{\bar{X}} \times 100 \\ =\frac{128.70}{356} \times 100 \\ \approx 36.15 \%
Example:6.निम्न समंकों के लिए समान्तर माध्य,माध्य विचलन तथा प्रमाप विचलन ज्ञात कीजिए:
(From the following data, calculate mean, mean deviation and standard deviation):
Class | Frequency |
1-4 | 2 |
5-8 | 3 |
9-12 | 6 |
13-16 | 6 |
17-20 | 9 |
21-24 | 15 |
25-28 | 12 |
29-32 | 10 |
33-36 | 7 |
37-40 | 6 |
Solution:Calculation Table of Mean Deviation and Standard Deviation
Class(X) | Mid Value | Frequency(f) | fx |
0.5-4.5 | 2.5 | 2 | 5 |
4.5-8.5 | 6.5 | 3 | 19.5 |
8.5-12.5 | 10.5 | 6 | 63 |
12.5-16.5 | 14.5 | 6 | 87 |
16.5-20.5 | 18.5 | 9 | 166.5 |
20.5-24.5 | 22.5 | 15 | 337.5 |
24.5-28.5 | 26.5 | 12 | 318 |
28.5-32.5 | 30.5 | 10 | 305 |
32.5-36.5 | 34.5 | 7 | 241.5 |
36.5-40.5 | 38.5 | 6 | 231 |
Total | 76 | 1774 |
and
deviation(A=18.5) | fdx | fd^{2}x' | deviation from 23.34 | f|d\bar{X}| |
-16 | -32 | 512 | 20.84 | 41.68 |
-12 | -36 | 432 | 16.84 | 50.52 |
-8 | -48 | 384 | 12.84 | 77.04 |
-4 | -24 | 96 | 8.84 | 53.04 |
0 | 0 | 0 | 4.84 | 43.56 |
4 | 60 | 240 | 0.84 | 12.6 |
8 | 96 | 768 | 3.16 | 37.92 |
12 | 120 | 1440 | 7.16 | 71.60 |
16 | 112 | 1792 | 11.16 | 78.12 |
20 | 120 | 2400 | 15.16 | 90.96 |
368 | 8064 | 557.04 |
M.D.
\delta \bar{X}=\frac{\sum|d \bar{x}|}{N} \\ =\frac{557.04}{76} \\ =7.3294 \\ \delta \bar{x} \approx 7.3294 \\ \delta \bar{x} =\frac{\sum|d \bar{x}|}{N} \\ =\frac{557.04}{76} \\ =7.3294 \\ \delta \bar{x} \approx 7.3294 \\ \sigma =\sqrt{\frac{\Sigma f d^{2}x}{N}-\left(\frac{\Sigma f d x}{N}\right)^{2}} \\ =\sqrt{\frac{8064}{76}-\left(\frac{368}{76}\right)^{2}} \\ =\sqrt{106.10526-\frac{135424}{5776}} \\ =\sqrt{106.10526-23 \cdot 44598} \\ =\sqrt{82.65928} \\ =9.0917 \\ \sigma \approx 9.09
उपर्युक्त उदाहरणों के द्वारा गणित में विचरण-गुणांक (Coefficient of Variation in Maths),सांख्यिकी में प्रमाप विचलन (Standard Deviation in Statistics) को समझ सकते हैं।
3.गणित में विचरण-गुणांक पर आधारित सवाल (Questions Based on Coefficient of Variation in Maths):
(1.)नीचे दिए गए आंकड़ों का समान्तर माध्य और प्रमाप विचलन ज्ञात कीजिए:
(From the following data compute the arithmetic mean and standard deviation):
Age group | No. of students |
less than 20 | 20 |
20-25 | 26 |
25-30 | 44 |
30-35 | 60 |
35-40 | 101 |
40-45 | 109 |
45-50 | 84 |
50-55 | 66 |
55 and above | 10 |
(2.)निम्न सारणी से प्रमाप विचलन और विचरण-गुणांक ज्ञात कीजिए:
(From the following data find the standard deviation and coefficient of variance):
Wages(less than) | No. of persons |
10 | 12 |
20 | 30 |
30 | 65 |
40 | 107 |
50 | 157 |
60 | 202 |
70 | 222 |
80 | 230 |
उत्तर (Answers):(1) \bar{X}=39.51 years ,\sigma=9.57 years
(2)\sigma=17.26,C.V.=42.70 %
उपर्युक्त सवालों को हल करने पर गणित में विचरण-गुणांक (Coefficient of Variation in Maths),सांख्यिकी में प्रमाप विचलन (Standard Deviation in Statistics) को ठीक से समझ सकते हैं।
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4.गणित में विचरण-गुणांक (Coefficient of Variation in Maths),सांख्यिकी में प्रमाप विचलन (Standard Deviation in Statistics) से सम्बन्धित अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न:
प्रश्न:1.प्रमाप विचलन हमेशा समान्तर माध्य से ही क्यों निकाला जाता है? (Why standard deviation is always calculated by using arithmetic mean?):
उत्तर:किसी समंक श्रेणी के यथोचित विश्लेषण के लिए समान्तर माध्य को आदर्श माना जाता है अतः प्रमाप विचलन हमेशा समान्तर माध्य से ही निकाला जाता है।
प्रश्न:2.प्रसरण से क्या आशय है? (What do you mean by variance?):
उत्तर:किसी समंक श्रेणी का प्रसरण निकालने हेतु उस समूह के समान्तर माध्य से विभिन्न पद मूल्यों के विचलन ज्ञात किए जाते हैं। माध्य विचलन की भाँति विचलन लेते समय बीजगणितीय चिन्हों को छोड़ा नहीं जाता है। इन विचलनों के वर्ग ज्ञात कर लिए जाते हैं। प्राप्त वर्गों के योग में कुल पदों की संख्या का भाग देने पर जो मूल्य आता है उसे अपकिरण की द्वितीय घात या विचरणांक अथवा प्रसरण (variance) कहते हैं।संक्षिप्त रूप में कहें तो प्रसरण किसी श्रेणी के प्रमाप विचलन का वर्ग \sigma^{2} होता है। इसे द्वितीय घात का अपकिरण (Second Moment of Dispersion) भी कहते हैं।
प्रश्न:3.प्रमाप विचलन अपकिरण के अन्य मापों की तुलना में अधिक अच्छा क्यों माना जाता है?इसका प्रमुख दोष क्या है? (Explain why the standard deviation is regarded as superior to other measures of dispersion? what is its chief defect?):
उत्तर:अपकिरण का यह माप गणितीय नियमों पर आधारित है तथा अधिकांश दोषों से मुक्त है अतः अधिकतर प्रमाप विचलन (Standard Deviation) को ही प्रयुक्त करना श्रेयस्कर होता है।
दोष:प्रमाप विचलन की गणना क्रिया अपेक्षाकृत कठिन एवं जटिल है। सामान्य व्यक्ति इसे सरलता से ज्ञात नहीं कर सकता है क्योंकि विचलनों के वर्ग तथा फिर उसके औसत का वर्गमूल ज्ञात करना सरल गणितीय क्रिया नहीं है।
उपर्युक्त प्रश्नों के उत्तर द्वारा गणित में विचरण-गुणांक (Coefficient of Variation in Maths),सांख्यिकी में प्रमाप विचलन (Standard Deviation in Statistics) के बारे में ओर अधिक जानकारी प्राप्त कर सकते हैं।
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गणित में विचरण-गुणांक
(Coefficient of Variation in Maths)
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गणित में विचरण-गुणांक (Coefficient of Variation in Maths) एक सापेक्ष माप
(Relative Measure) है। जैसा कि पूर्व आर्टिकल में बताया जा चुका है