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सांख्यिकी

Subject: गणित | Class: Class 11 | Syllabus Year: 2025-26
मुख्य सूत्र (Key Formulas)
अध्याय: सांख्यिकी (Statistics) - त्वरित पुनरावृत्ति नोट्स (Quick Revision Notes)

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1. परिचय (Introduction)

सांख्यिकी गणित की वह शाखा है जिसके अंतर्गत आंकड़ों (Data) का संग्रह, प्रस्तुति, विश्लेषण और व्याख्या की जाती है। आंकड़े दो प्रकार के होते हैं:


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2. अपकिरण के माप (Measures of Dispersion)

अपकिरण यह बताता है कि आंकड़े अपने केंद्रीय मान (Central Tendency) के चारों ओर किस प्रकार फैले हुए हैं।


#### (क) माध्य विचलन (Mean Deviation - M.D.)

किसी दिए गए आंकड़ों के समूह के माध्य (या माध्यिका) से विचलनों के निरपेक्ष मानों (Absolute values) के माध्य को माध्य विचलन कहते हैं।


(यहाँ N = Σf_i और माध्य है)


(यहाँ M माध्यिका है)


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#### (ख) प्रसरण (Variance - σ^2)

प्रसरण सभी प्रेक्षणों के माध्य से विचलनों के वर्गों का औसत होता है।


σ^2 = Σ(x_i - X̄)^2 / n

या वैकल्पिक सूत्र: σ^2 = [Σ(x_i)^2 / n] - (X̄)^2


σ^2 = Σfi(xi - X̄)^2 / N

या वैकल्पिक सूत्र: σ^2 = [Σfi(xi)^2 / N] - [Σfi xi / N]^2

(यहाँ N = Σf_i)


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#### (ग) मानक विचलन (Standard Deviation - σ)

प्रसरण के धनात्मक वर्गमूल को मानक विचलन कहते हैं। इसे ग्रीक अक्षर σ (सिग्मा) से दर्शाया जाता है।


σ = √(प्रसरण) = √[Σ(x_i - X̄)^2 / n]

वर्गीकृत आंकड़ों के लिए: σ = √[Σfi(xi - X̄)^2 / N]


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3. मानक विचलन के लघुगणकीय विधि (Shortcut Method)

जब माध्य दशमलव में आता है, तब कल्पित माध्य (Assumed Mean, A) का उपयोग किया जाता है।


σ = h × √[ (Σfi yi^2 / N) - (Σfi yi / N)^2 ]

जहाँ yi = (xi - A) / h है, और h वर्ग अंतराल की माप है।


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4. विचरण गुणांक (Coefficient of Variation - C.V.)

विचरण गुणांक का उपयोग दो या दो से अधिक समूहों की स्थिरता (Consistency) या परिवर्तनशीलता की तुलना करने के लिए किया जाता है। जिस समूह का C.V. कम होता है, वह अधिक स्थिर (Consistent) होता है।


C.V. = (σ / X̄) × 100

(जहाँ σ = मानक विचलन, और = माध्य)


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महत्वपूर्ण बिंदु (Important Points to Remember):

1. माध्य विचलन हमेशा माध्यिका (Median) से न्यूनतम होता है।

2. मानक विचलन हमेशा धनात्मक होता है।

3. यदि सभी प्रेक्षणों में कोई अचर राशि k जोड़ दी जाए या घटा दी जाए, तो मानक विचलन अपरिवर्तित रहता है।

4. यदि सभी प्रेक्षणों को किसी अचर राशि k से गुणा कर दिया जाए, तो नया मानक विचलन |k| गुना हो जाता है।

माइंड मैप चार्ट (Mind Map Chart)
📍 सांख्यिकी (Statistics)
Overview
परिचय (Introduction) आंकड़ों का संग्रह (Collection of Data) आंकड़ों का प्रस्तुतीकरण (Presentation of Data) परिक्षेपण के माप (Measures of Dispersion) परिभाषा और उद्देश्य (Definition and Purpose) परिक्षेपण के प्रकार (Types of Dispersion) सीमा (Range) माध्य विचलन (Mean Deviation) मानक विचलन (Standard Deviation) प्रसरण (Variance) माध्य विचलन (Mean Deviation) वर्गीकृत आंकड़े (Grouped Data) अवर्गीकृत आंकड़े (Ungrouped Data) माध्य से विचलन (Deviation from Mean) माध्यिका से विचलन (Deviation from Median) प्रसरण और मानक विचलन (Variance and Standard Deviation) अवर्गीकृत आंकड़ों के लिए सूत्र (Formula for Ungrouped Data) वर्गीकृत आंकड़ों के लिए सूत्र (Formula for Grouped Data) सतत बारंबारता बंटन (Continuous Frequency Distribution) मानक विचलन के गुण (Properties of Standard Deviation) बारंबारता बंटनों का विश्लेषण (Analysis of Frequency Distributions) गुणांक की तुलना (Comparison of Variability) विचरण गुणांक (Coefficient of Variation - C.V.)
महत्वपूर्ण बोर्ड प्रश्न (Important Board Questions)
Q1. What is the main drawback of range as a measure of dispersion? 1 Marks
उत्तर (Answer): परिसर पूरी तरह से आँकड़ा समुच्चय के दो चरम मानों (अधिकतम और न्यूनतम) पर आधारित है, और अन्य सभी मध्यवर्ती प्रेक्षणों की पूरी तरह से उपेक्षा करता है। इसलिए, यह चरम मानों (outliers) से बहुत अधिक प्रभावित होता है।
Q2. For a frequency distribution, the mean deviation about mean is given by: 1 Marks
उत्तर (Answer): बारंबारता $f_i$ और प्रेक्षणों $x_i$ वाले बारंबारता बंटन के लिए, माध्य के सापेक्ष माध्य विचलन $\frac{1}{N} \sum_{i=1}^{n} f_i |x_i - \bar{x}|$ है, जहाँ $N = \sum f_i$ है।
Q3. Which of the following is an alternative formula for variance $\sigma^2$? 1 Marks
उत्तर (Answer): प्रसरण के लिए वैकल्पिक सूत्र $\sigma^2 = \frac{1}{n} \sum x_i^2 - (\frac{1}{n} \sum x_i)^2$ है, जो वर्गीकृत और अवर्गीकृत आँकड़ों के लिए गणना को सरल बनाता है।
Q4. If $\sum (x_i - \bar{x})^2 = 70$, $n = 10$, then the standard deviation is: 1 Marks
उत्तर (Answer): प्रसरण $\sigma^2 = \frac{1}{n} \sum (x_i - \bar{x})^2 = \frac{70}{10} = 7$ है। मानक विचलन $\sigma = \sqrt{7} \approx 2.65$ है।
Q5. The coefficient of variation is calculated using the formula: 1 Marks
उत्तर (Answer): विचरण गुणांक (C.V.) को $\frac{\sigma}{\bar{x}} \times 100$ के रूप में परिभाषित किया जाता है, जहाँ $\sigma$ मानक विचलन है और $\bar{x}$ माध्य है।
Q6. What is the mean of the first n natural numbers? 1 Marks
उत्तर (Answer): प्रथम n प्राकृत संख्याओं का योग $\frac{n(n+1)}{2}$ है। माध्य योग को प्रेक्षणों की संख्या (n) से विभाजित करने पर प्राप्त होता है। अतः, माध्य = $\frac{n(n+1)}{2n} = \frac{n+1}{2}$ है।
Q7. For two series, if coefficient of variation of the first series is 60% and that of the second is 40%, then: 1 Marks
उत्तर (Answer): उच्च विचरण गुणांक अधिक परिवर्तनशीलता, असंगति या अपकिरण को दर्शाता है, जबकि कम विचरण गुणांक अधिक स्थिरता, संगति या एकरूपता को दर्शाता है। इसलिए, पहली श्रेणी दूसरी की तुलना में अधिक परिवर्तनशील है।
Q8. The formula for Mean Deviation about Median for ungrouped data is: 1 Marks
उत्तर (Answer): n प्रेक्षणों $x_1, x_2, ..., x_n$ के लिए माध्यिका के सापेक्ष माध्य विचलन $\frac{1}{n} \sum_{i=1}^{n} |x_i - M|$ द्वारा दिया जाता है, जहाँ M माध्यिका है।
Q9. If the standard deviation of a population is 6, what is the variance? 1 Marks
उत्तर (Answer): प्रसरण मानक विचलन का वर्ग होता है। दिया गया मानक विचलन $\sigma = 6$, प्रसरण $\sigma^2 = 6^2 = 36$ है।
Q10. अपकिरण का कौन सा माप मापन की इकाई से स्वतंत्र होता है? 1 Marks
उत्तर (Answer): विचरण गुणांक (coefficient of variation) एक विमाहीन राशि है क्योंकि इसकी गणना मानक विचलन और माध्य के अनुपात के रूप में की जाती है (100 से गुणा करके), जिससे यह इकाइयों से स्वतंत्र हो जाता है। अन्य माप जैसे परिसर, प्रसरण और मानक विचलन में आँकड़ों की इकाइयाँ होती हैं।
Q11. Standard deviation is the ______ of variance. 1 Marks
उत्तर (Answer): मानक विचलन को प्रसरण के धनात्मक वर्गमूल के रूप में परिभाषित किया जाता है। गणितीय रूप से, मानक विचलन $(\sigma) = \sqrt{\text{प्रसरण } (\sigma^2)}.$
Q12. आँकड़ों 6, 8, 10, 12, 14 का प्रसरण (variance) है: 1 Marks
उत्तर (Answer): सबसे पहले, माध्य ज्ञात कीजिए $\bar{x} = (6+8+10+12+14)/5 = 50/5 = 10$। माध्य से विचलनों के वर्ग $(6-10)^2=16, (8-10)^2=4, (10-10)^2=0, (12-10)^2=4, (14-10)^2=16$ हैं। वर्गों का योग $16+4+0+4+16 = 40$ है। प्रसरण $\sigma^2 = 40/5 = 8$ है।
Q13. n प्रेक्षणों $x_1, x_2, ..., x_n$ के उनके माध्य $\bar{x}$ से विचलनों का योग हमेशा होता है: 1 Marks
उत्तर (Answer): समांतर माध्य की परिभाषा के अनुसार, सभी प्रेक्षणों के उनके माध्य से विचलनों का बीजगणितीय योग हमेशा शून्य होता है। अर्थात्, $\sum_{i=1}^{n} (x_i - \bar{x}) = 0$.
Q14. आँकड़ों के समुच्चय 14, 18, 22, 9, 15, 27 का परिसर (range) क्या है? 1 Marks
उत्तर (Answer): परिसर ज्ञात करने için, हम आँकड़ों में सबसे बड़े प्रेक्षण में से सबसे छोटे प्रेक्षण को घटाते हैं। यहाँ, सबसे बड़ा प्रेक्षण 27 है और सबसे छोटा प्रेक्षण 9 है। अतः, परिसर = अधिकतम मान - न्यूनतम मान = 27 - 9 = 18.
Q15. यदि 5 प्रेक्षणों का माध्य 7 और प्रसरण 8 है, और प्रत्येक प्रेक्षण को 3 से गुणा किया जाए, तो नए प्रेक्षणों का प्रसरण क्या होगा? 1 Marks
उत्तर (Answer): जब प्रत्येक प्रेक्षण को अचर k से गुणा किया जाता है, तो प्रसरण k^2 से गुणा हो जाता है। यहाँ k = 3 है, अतः नया प्रसरण = 3^2 * 8 = 9 * 8 = 72।