方差的計(jì)算數(shù)學(xué)公式資料
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關(guān)于方差的計(jì)算數(shù)學(xué)公式資料(必看)
方差是衡量一組數(shù)據(jù)離散程度的統(tǒng)計(jì)量,它反映了數(shù)據(jù)相對(duì)于均值的波動(dòng)大小。
方差公式
方差公式的一般形式為: $$\sigma^2 =\frac{1}{n}\sum_{i=1}^{n} (x_i -\mu)^2 $$ 其中,
$\sigma^2$ 表示方差,
$n$ 是數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù),
$x_i$ 是第 $i$ 個(gè)數(shù)據(jù),
$\mu$ 是數(shù)據(jù)的均值。
公式的推導(dǎo)
計(jì)算均值:首先求出數(shù)據(jù)的均值 $\mu$。 $$ \mu =\frac{1}{n}\sum_{i=1}^{n} x_i $$
計(jì)算每個(gè)數(shù)據(jù)與均值的差:接著計(jì)算每個(gè)數(shù)據(jù)與均值的差值 $x_i - \mu$。
平方差值:將每個(gè)差值平方,得到 $(x_i - \mu)^2$。
求和并取平均:最后將所有平方差值求和,再除以數(shù)據(jù)個(gè)數(shù) $n$。
方差的計(jì)算求眾數(shù)不完整的錯(cuò)誤
數(shù)據(jù)5,2,2,3,1,5,4的眾數(shù)是 .
辨析:眾數(shù)是指在統(tǒng)計(jì)分布上具有明顯集中趨勢(shì)點(diǎn)的數(shù)值,代表數(shù)據(jù)的一般水平. 眾數(shù)是一組數(shù)據(jù)中出現(xiàn)次數(shù)最多的數(shù)值. 對(duì)于一組數(shù)據(jù)來(lái)說,平均數(shù)、中位數(shù)都是唯一的,而眾數(shù)可以有一個(gè),也可以有多個(gè)或沒有.
不會(huì)巧用方差公式誤區(qū)
如果一組數(shù)據(jù)1,3,5,a,8的方差是0.7,則另一組數(shù)據(jù)11,13,15,a + 10,18的方差是____.
辨析:應(yīng)掌握常用方差公式的計(jì)算規(guī)律:如果 x1,x2,…,xn的方差為 s2,則ax1,ax2,…,axn的方差為a2s2,x1 - a,x2 - a,…,xn - a的方差為s2.
方差計(jì)算公式誕生
平均差公式的計(jì)算,首先要去絕對(duì)值符號(hào),這給計(jì)算帶來(lái)了麻煩,是否有什么辦法,不用絕對(duì)值,同樣能比較兩圖點(diǎn)到直線距離的和的差異?
距離具有非負(fù)性,用絕對(duì)值表示,實(shí)數(shù)的平方也具有非負(fù)性,而且兩個(gè)數(shù)絕對(duì)值的大小關(guān)系,與其平方的大小關(guān)系一致,即:
∵a2≥0恒成立,且:若|a|>|b|,則a2>b2 ∴可以用離差平方和代替距離和
∴方差(s2)代替了平均差
方差優(yōu)于平均差的原因
方差不僅解決了去絕對(duì)值符號(hào)的麻煩,而且在數(shù)據(jù)波動(dòng)的程度上的表現(xiàn)更優(yōu)于平均差。
兩組數(shù)據(jù)的平均差相同,但是方差不同,第二組數(shù)據(jù)方差大于第一組,與我們從圖上直觀感知一致,所以從這個(gè)例子可以看出方差對(duì)波動(dòng)程度的體現(xiàn)比平均差更好??梢砸部梢詮暮瘮?shù)的角度理解方差對(duì)數(shù)距離散程度的體現(xiàn)比平均差好。