如何计算被视为整个总体的有限数据集的总体方差?
计算总体方差时,首先求出数据集的算术平均值。然后,用每个数据点减去该平均值,将得到的偏差平方,把这些平方值相加,最后除以总体中的数据点总数。
适用条件
- 数据集代表整个总体,而不是样本。
- 数据点个数 是有限的且大于零。
理解与推导
- 将所有数据值相加并除以 ,计算算术平均值 。
- 用每个单独的数据点 减去平均值 以找到偏差。
- 将每个偏差平方以确保所有值均为非负数:。
- 将所有平方偏差相加。
- 将平方偏差的总和除以总体大小 ,得到方差 。
例子
对于重量 67, 79, 55, 61 和 88 千克,平均值为 70。平方偏差分别为 和 ,总和为 720。除以 得到总体方差为 144。
容易误解的地方
- 除以 而不是 ,这是样本方差的公式,而不是总体方差。
- 忘记在求和之前对偏差进行平方,这会导致总和为零。
- 在找到偏差之后而不是之前计算平均值。
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总体标准差是 12。它是通过对总体方差(计算为 144)取非负平方根找到的。
适用条件:数据集 {67, 79, 55, 61, 88} 被视为整个总体。;总体方差已正确计算为 144。
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理解原因↗
方差除以 5 是因为数据集被明确标识为包含 5 个数字的完整总体。在总体方差中,分母是数据点的总数()。
适用条件:数据集是完整的总体,而不是样本。;数据点个数 为 5。
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掌握方法↗
计算总体数据的标准差,首先求出数据集的平均值。接着,通过计算每个数据点与平均值之差的平方的平均值(除以数据点总数 )来求得总体方差。
适用条件:数据集代表的是总体,而不是样本。;数据点个数 是有限的且非空。;数据值为实数。
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认识概念↗
该数据集的总体方差是 144。这是通过首先找到平均值(70),然后计算每个数据点相对于平均值的偏差平方,将它们相加(720),并除以数据点数量(5)来计算的。
适用条件:数据集 {67, 79, 55, 61, 88} 被视为整个总体。;数据的单位是千克,因此方差的单位是平方千克。
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理解原因↗
对偏差进行平方可确保求和中的所有项均为非负数。由于相对于平均值的偏差之和始终为零,直接相加会导致方差为零,无论散布如何。
适用条件:数据点分布在中心平均值周围。;目标是测量数据的散布或离散程度。
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