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统计学如何求方差

发布时间:2025-04-29 09:27:26

统计学中求方差的方法主要分为两种:总体方差和样本方差。以下是具体步骤和注意事项:

一、总体方差的计算

计算平均值(均值)

将所有数据点相加后除以数据个数,公式为:

$$mu = frac{1}{n} sum_{i=1}^{n} x_i$$

其中,$x_i$表示第$i$个数据点,$n$为数据总数。

计算每个数据点与均值的平方差

对每个数据点$(x_i)$减去均值$mu$,然后平方,公式为:

$$(x_i - mu)^2$$

这一步通过平方操作消除正负差值的抵消,确保所有差值均为正数。

求平方差的总和

将所有平方差相加,公式为:

$$sum_{i=1}^{n} (x_i - mu)^2$$

该值反映了数据点与均值的整体离散程度。

除以数据个数

将平方差总和除以数据个数$n$,得到总体方差:

$$sigma^2 = frac{1}{n} sum_{i=1}^{n} (x_i - mu)^2$$

公式中的$sigma^2$表示总体方差。

二、样本方差的计算

计算样本均值

与总体方差相同,先求出样本数据的平均值:

$$bar{x} = frac{1}{n} sum_{i=1}^{n} x_i$$

其中,$n$为样本容量。

计算平方差

计算每个数据点与样本均值的平方差:

$$(x_i - bar{x})^2$$

求平方差的总和

将所有平方差相加:

$$sum_{i=1}^{n} (x_i - bar{x})^2$$

除以自由度

样本方差的计算需要除以自由度($n-1$),以校正样本均值的偏差:

$$s^2 = frac{1}{n-1} sum_{i=1}^{n} (x_i - bar{x})^2$$

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