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方差计算

时间:2026-03-24 00:19:58

方差是衡量一组数据离散程度的统计量,其计算公式如下:

方差公式

方差 \( S^2 \) = \( \frac{1}{n-1} \sum_{i=1}^{n} (x_i - \bar{x})^2 \)

其中,\( n \) 是数据的个数,\( x_i \) 是每一个数据值,\( \bar{x} \) 是数据的平均值。

计算步骤

求平均值:首先计算所有数据的平均值 \( \bar{x} = \frac{1}{n} \sum_{i=1}^{n} x_i \)。

求差的平方和:然后计算每个数据值与平均值的差的平方,即 \( (x_i - \bar{x})^2 \),再将这些平方值相加,得到平方和 \( \sum_{i=1}^{n} (x_i - \bar{x})^2 \)。

求方差:最后将平方和除以数据个数减一,即 \( S^2 = \frac{1}{n-1} \sum_{i=1}^{n} (x_i - \bar{x})^2 \)。

示例

假设有数据集 \( \{x_1, x_2, x_3, x_4, x_5\} = \{50, 100, 100, 60, 50\} \),其平均值为:

\[

\bar{x} = \frac{50 + 100 + 100 + 60 + 50}{5} = 72

\]

计算方差:

\[

S^2 = \frac{1}{5-1} \left[ (50-72)^2 + (100-72)^2 + (100-72)^2 + (60-72)^2 + (50-72)^2 \right]

\]

\[

S^2 = \frac{1}{4} \left[ (-22)^2 + 28^2 + 28^2 + (-12)^2 + (-22)^2 \right]

\]

\[

S^2 = \frac{1}{4} \left[ 484 + 784 + 784 + 144 + 484 \right]

\]

\[

S^2 = \frac{1}{4} \times 2680 = 670

\]

因此,这组数据的方差为 670。

建议

在实际应用中,方差常用于评估数据的稳定性和可靠性。标准差是方差的平方根,两者都可以用来描述数据的离散程度,但标准差更常用,因为它与原始数据在同一量级上。