平均數(shù)和方差公式
平均數(shù)和方差都是數(shù)學學習中的重要概念,平均數(shù)是指在一組數(shù)據(jù)中所有數(shù)據(jù)之和再除以數(shù)據(jù)的個數(shù),方差是各個數(shù)據(jù)與其算術平均數(shù)的離差平方和的平均數(shù),他們之間存在著諸多聯(lián)系。
平均數(shù)和方差公式
1、平均數(shù)公式
平均數(shù)是數(shù)據(jù)集中所有數(shù)據(jù)的總和除以數(shù)據(jù)的總個數(shù),它表示數(shù)據(jù)的中心位置。計算公式如下:
平均數(shù)=所有數(shù)據(jù)的總和/數(shù)據(jù)的總個數(shù)。
例如,如果有一個包含5個數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)集,分別是3、4、6、8和10,那么這個數(shù)據(jù)集的平均數(shù)為:
平均數(shù)=(3+4+6+8+10)/5=6.2
2、方差公式
方差是數(shù)據(jù)集每個數(shù)據(jù)與其平均數(shù)之差的平方之和,再除以數(shù)據(jù)的總個數(shù)減1,它表示數(shù)據(jù)分布的離散程度。方差越大,表示數(shù)據(jù)的分散程度越大,越不集中;相反,方差越小,表示數(shù)據(jù)的分散程度越小,越集中。計算公式如下:
方差=Σ(所有數(shù)據(jù)與平均數(shù)的差的平方)/數(shù)據(jù)的總個數(shù)-1例如,如果有一個包含5個數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)集,分別是3、4、6、8和10,那么這個數(shù)據(jù)集的方差為:
平均數(shù)=(3+4+6+8+10)/5=6.2
(x1-6.2)^2+(x2-6.2)^2+(x3-6.2)^2+(x4-6.2)^2+(x5-6.2)^2=(3-6.2)^2+(4-6.2)^2+(6-6.2)^2+(8-6.2)^2+(10-6.2)^2=10.96方差=10.96/(5-1)=2.74。
方差和標準差有什么區(qū)別
1、概念不同。統(tǒng)計中的方差(樣本方差)是每個樣本值與全體樣本值的平均數(shù)之差的平方值的平均數(shù);標準差是總體各單位標準值與其平均數(shù)離差平方的算術平均數(shù)的平方根。
2、樣本不同。樣本方差和樣本標準差都是衡量一個樣本波動大小的量,樣本方差或樣本標準差越大,樣本數(shù)據(jù)的波動就越大。
3、對于數(shù)據(jù)的表現(xiàn)不同。真正能反映穩(wěn)定性的是標準差,因為它的單位和數(shù)據(jù)的單位是一樣的,而方差的單位是數(shù)據(jù)單位的平方,所以方差有點夸大波動的情況。
4、方差是在概率論
和統(tǒng)計方差衡量隨機變量
或一組數(shù)據(jù)時離散程度的度量,用來度量隨機變量和其數(shù)學期望(即均值)之間的偏離程度。標準差在概率統(tǒng)計中常做統(tǒng)計分布程度上的測量,反映組內(nèi)個體之間的離散程度,平均數(shù)相同的兩組數(shù)據(jù),標準差未必相同。
方差為什么要平方而不是絕對值
方差要進行平方而不是求絕對值,原因是方差本質上是樣本與樣本均值偏差的平方和的平均數(shù),其中每個偏差值都是有正負之分的,采用絕對值會導致這些正負差別被抹去,無法反映出樣本真實的波動程度。
因此,通過平方的方式來計算方差,可以使得樣本點偏離均值的距離作為波動程度的度量,并且這種計算方式被廣泛認為更為準確和客觀。
另外,由于平方運算會放大數(shù)據(jù)的異質性,因此對于存在差異較大的數(shù)據(jù)(如極端值),采用方差并平方計算的方式可以更好地表達它們對總體數(shù)據(jù)的影響。