Diagrammi di dispersione

Impara a costruire un diagramma di dispersione da una tabella e a descriverne l'andamento: forma, direzione, forza, gruppi, vuoti e valori anomali.

Intermedio25 minLezione

Definizione

Un diagramma di dispersione è un grafico che mostra la relazione tra due variabili numeriche misurate sugli stessi individui. Ogni individuo diventa un punto (x,y)(x, y).
  • La variabile esplicativa (quella che può spiegare o influenzare l'altra) va sull'**asse orizzontale xx**.
  • La variabile risposta (quella che risponde) va sull'**asse verticale yy**.
Per costruire un diagramma di dispersione da una tabella:
  1. 1.Decidi quale variabile è xx e quale è yy.
  2. 2.Scegli per ogni asse una scala con passi uguali che copra tutti i valori.
  3. 3.Scrivi su ogni asse il nome della variabile e l'unità di misura.
  4. 4.Disegna un punto per ogni riga della tabella. Non unire i punti.
Per descrivere un diagramma di dispersione, osserva:
  • Forma: i punti seguono una retta (lineare) o una curva (non lineare)?
  • Direzione: salgono da sinistra a destra (positiva) o scendono (negativa)?
  • Forza: i punti sono vicini all'andamento (forte), un po' sparsi intorno (moderata) o molto dispersi (debole)?
  • Caratteristiche particolari: gruppi (punti raccolti insieme), vuoti (zone senza punti) e valori anomali (punti lontani dall'andamento).

Esempi svolti

Un allenatore di basket registra quante ore si allenano a settimana sette giocatori e quanti tiri liberi (su 20) segna ciascuno:
GiocatoreABCDEFG
Ore1234567
Tiri liberi68911121415
Quale variabile va su ciascun asse e quali scale conviene usare?
1

Trova la variabile esplicativa

L'allenamento può influenzare il numero di tiri liberi, non il contrario → xx = ore di allenamento, yy = tiri liberi segnati
2

Trova il campo di variazione di ogni variabile

Ore: da 11 a 77. Tiri liberi: da 66 a 1515 → xx deve arrivare almeno a 77, yy almeno a 1515
3

Scegli passi uguali

Asse xx: da 00 a 88 con passo 11. Asse yy: da 00 a 2020 con passo 22 (nessuno può segnare più di 20 tiri liberi, e 20÷2=1020 \div 2 = 10 passi uguali) → Entrambi gli assi hanno spaziature uguali
4

Etichetta gli assi

xx: allenamento a settimana (ore). yy: tiri liberi segnati (su 20) → Gli assi sono pronti per i punti

Errori comuni

Mettere la variabile risposta sull'asse xx

Perché è sbagliato: Gli assi hanno compiti diversi. Se metti i tiri liberi sull'asse xx e l'allenamento sull'asse yy, il grafico fa pensare che i tiri liberi spieghino il tempo di allenamento.

Corretto: Chiediti: quale variabile potrebbe influenzare l'altra? Quella è la variabile esplicativa e va sull'asse xx.

Usare passi disuguali su un asse (per esempio 0, 5, 10, 20, 50)

Perché è sbagliato: Le spaziature disuguali stringono alcuni punti e ne allontanano altri, quindi l'andamento che vedi è falso.

Corretto: Usa lo stesso passo lungo tutto l'asse, per esempio 0, 10, 20, 30, 40, 50. I due assi possono avere passi diversi.

Unire i punti con delle linee come in un grafico a linee

Perché è sbagliato: Le righe della tabella sono individui separati, non momenti nel tempo. Unirli inventa un percorso che non esiste.

Corretto: Lascia i punti separati. Descrivi l'andamento generale a parole (nella prossima lezione traccerai una sola retta di migliore approssimazione).

Pensare che un andamento ripido sia un andamento forte

Perché è sbagliato: La pendenza dice quanto velocemente cambia yy. La forza dice quanto i punti seguono da vicino l'andamento. Un andamento poco inclinato può essere molto forte, uno ripido può essere debole.

Corretto: Giudica la forza da quanto i punti stanno vicini alla retta o alla curva, non da quanto è ripida.

Visuale interattivo

Grafico a dispersione

Ore di allenamento e tiri liberi segnati

0246805101520Allenamento a settimana (ore)Tiri liberi segnati (su 20)ABCDEFG

Tocca un punto per vedere le sue coordinate.

Grafico a dispersione

Tempo dei compiti e voto: gruppi, un vuoto e un valore anomalo

0204060800246810Tempo dei compiti (minuti)Voto (su 10)Valore anomalo

Tocca un punto per vedere le sue coordinate.

Grafico della funzione

Disegna questi punti:

  • (1; 2)
  • (2; 3)
  • (3; 5)
  • (4; 6)
  • (5; 7)
  • (6; 9)
12345678123456789100Persone in famigliaLavatrici a settimana

Tocca la griglia per mettere un punto. Toccalo di nuovo per toglierlo.

Sandbox interattivo

Calcolatrice di espressioni

Prova questi:

Cronologia

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Esercizi pratici

18 esercizi
Problema 1 di 18
Facile
Una giardiniera studia come le ore di sole al giorno influenzano la crescita delle piante di pomodoro. Quale variabile va sull'asse xx del diagramma di dispersione?

Perché è importante

Il diagramma di dispersione è la prima cosa che disegnano uno scienziato, un allenatore o un analista quando due misure potrebbero essere collegate:
  • Sport: un allenatore mette le ore di allenamento contro i punti segnati per vedere se l'allenamento rende
  • Salute: i medici mettono l'età contro la pressione sanguigna per vedere come cambia nel corso della vita
  • Meteo: i meteorologi mettono l'altitudine contro la temperatura (scende di circa 6°C6°C per ogni chilometro di salita)
  • Commercio: un negozio mette la temperatura contro le vendite di gelati per programmare gli ordini
  • Scienze: i fisici mettono la velocità contro lo spazio di frenata e scoprono una curva, non una retta
Un diagramma di dispersione mostra tutto il quadro in una volta: l'andamento generale, i punti che se ne allontanano e i gruppi nascosti nei dati. È il punto di partenza per la correlazione e per la retta di migliore approssimazione delle prossime lezioni.

Applicazioni nel mondo reale

Scienze motorie: altezza e apertura delle braccia

Gli allenatori di nuoto e basket mettono l'altezza contro l'apertura delle braccia, perché un'apertura ampia è un vantaggio in entrambi gli sport.

Esempio:

Nella maggior parte delle persone l'apertura delle braccia è quasi uguale all'altezza, quindi i punti stanno vicini a una retta che sale: un andamento forte, positivo e lineare.

1Provaci tu stesso

Vuoi rappresentare l'apertura delle braccia di una squadra. I valori vanno da 148148 cm a 182182 cm. Il tuo asse yy parte da 140140 cm e ha 1010 quadretti.

Quale passo deve rappresentare ogni quadretto (scegli tra i passi tondi 1, 2, 5 o 10)?

Passo 1: Scrivi l'espressione matematica

Scrivi il passo di un quadretto:

Meteo: altitudine e temperatura

Le guide alpine e i piloti sanno che l'aria diventa più fredda salendo. Un diagramma di dispersione di altitudine e temperatura mostra quanto in fretta.

Esempio:

I palloni sonda misurano la temperatura ogni poche centinaia di metri durante la salita. Messe insieme, le misure stanno quasi su una retta che scende.

2Provaci tu stesso

Un'escursionista registra la temperatura a quattro altitudini: (0,20)(0, 20), (1,14)(1, 14), (2,7)(2, 7), (3,1)(3, 1), con l'altitudine in km e la temperatura in °C.

Come descriveresti il diagramma di dispersione?

Passo 1: Scegli la risposta giusta

Scegli la descrizione migliore:

Commercio: trovare un valore anomalo

I negozi mettono il numero di post sui social a settimana contro il numero di nuovi clienti per vedere se la pubblicità funziona e individuare le settimane che non tornano.

Esempio:

Una settimana con molti post ma pochissimi clienti risalta come valore anomalo. Spesso c'è un motivo: un giorno festivo, un guasto del sito o il brutto tempo.

3Provaci tu stesso

Una panetteria registra cinque settimane come (post, nuovi clienti): (2,30)(2, 30), (4,42)(4, 42), (6,54)(6, 54), (8,66)(8, 66), (10,20)(10, 20).

Quanti post ci sono stati nella settimana che è un valore anomalo?

Passo 1: Scrivi l'espressione matematica

Scrivi il valore di xx del valore anomalo:

Punti chiave

  • 1Un diagramma di dispersione mostra due variabili numeriche: ogni individuo è un punto (x,y)(x, y)
  • 2La variabile esplicativa va sull'asse xx, la variabile risposta sull'asse yy
  • 3Ogni asse ha bisogno di passi uguali, di un'etichetta e di un'unità di misura; i due assi possono avere scale diverse
  • 4Disegna un punto per riga e non unire mai i punti
  • 5Descrivi l'andamento per forma (lineare o non lineare), direzione (positiva o negativa) e forza (forte, moderata, debole)
  • 6Cerca le caratteristiche particolari: gruppi, vuoti e valori anomali

Domande frequenti

Un grafico a linee segue una grandezza nel tempo, quindi ha senso unire i punti. Un diagramma di dispersione confronta due variabili per molti individui separati, quindi i punti restano staccati.
Un grafico a linee segue una grandezza nel tempo, quindi ha senso unire i punti. Un diagramma di dispersione confronta due variabili per molti individui separati, quindi i punti restano staccati.
No. Se tutte le altezze sono tra 148 e 182 cm, far partire l'asse da 140 usa meglio lo spazio. Mantieni solo i passi uguali e indica chiaramente il valore di partenza sull'asse.
A volte, come per l'altezza e l'apertura delle braccia, nessuna delle due causa l'altra. Allora puoi scegliere l'una o l'altra per l'asse xx. Prendi quella che useresti più volentieri per stimare l'altra.
Non automaticamente. Prima controlla se è un errore nei dati. Se è un valore reale, tienilo e citalo nella tua descrizione: i valori anomali spesso raccontano la storia più interessante.

Glossario

Diagramma di dispersione
Un grafico di punti (x,y)(x, y) che mostra la relazione tra due variabili numeriche
Variabile esplicativa
La variabile che può spiegare o influenzare l'altra; va sull'asse xx
Variabile risposta
La variabile che risponde alla variabile esplicativa; va sull'asse yy
Forma
La figura dell'andamento: lineare (retta) o non lineare (curva)
Gruppo (cluster)
Un insieme di punti vicini tra loro e separati dagli altri
Valore anomalo (outlier)
Un punto lontano dall'andamento generale degli altri punti

Scheda formule

Un punto per individuo

(x,y)=(esplicativa,risposta)(x, y) = (\text{esplicativa}, \text{risposta})

Ogni riga della tabella diventa un punto: il primo valore va verso destra, il secondo verso l'alto

Campo di variazione di una variabile

campo=valore massimo−valore minimo\text{campo} = \text{valore massimo} - \text{valore minimo}

Ti dice quanto spazio sull'asse serve ai valori

Ampiezza di un passo

passo≥valore massimo−inizionumero di quadretti\text{passo} \geq \frac{\text{valore massimo} - \text{inizio}}{\text{numero di quadretti}}

Arrotonda per eccesso a un passo tondo come 1, 2, 5 o 10

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