平均值、方差、标准差
均值方差标准差
关于抽样分布我们要了解的:
Y 的均值是多少?
如果 E(Y ) =真实的 = .78, 则Y 是 of 的无偏
unbiased 估计量 Y 的方差是多少?
var(Y ) 如何依赖于 n (著名的 1/n 公式)
当 n 较大时 Y 是否靠近 ? 大数定律: Y 是 的相合 consistent 估计量
14
Y 的抽样分布（续）
例: 设 Y 取 0 或 1 ( Bernoulli 随机变量)，服从概率分布,
Pr[Y = 0] = .22, Pr(Y =1) = .78 则
E(Y) = p1 + (1 – p)0 = p = .78
2 Y
=
E[Y
–
E(Y)]2
=
p(1
–
p)
= .78(1–.78) = 0.1716
24
Y E(Y )
相同例子：
的抽样分布：
var(Y )
25
总结: Y 的抽样分布
当
Y1,…,Yn
i.i.d.
满足
0
<
2 Y
<
时,
Y 的精确（有限样本）分布均值为Y (“Y 是Y 的无偏估
计量”)
方差为
2 Y
/n
除了其均值和方差, Y 的精确分布非常复杂取决于 Y 的分
布 (总体分布)
协方差是 X 和 Z 线性关联程度的度量; 其单位为 X 的单位
Z 的单位
cov(X,Z) > 0 表明 X 和 Z 正相关 若 X 和 Z 独立分布, 则 cov(X,Z) = 0 (反之不成立!!)
卡西欧计算器算平均数、方差、标准差按键使用方法
卡西欧计算器算平均数、方差、标准差
按键说明
1`按SHIFT+MODE，再按“下”，选3“STAT”，再按1“ON”；2·按MODE，选2“STAT”，再1“1-VAR”，出现两栏，左边是数，右边是频数，将要统计的数字逐一输入,注意每输入一个数据按一次等号,屏幕上相应显示出刚才输入的数据;输好后按“AC”返回，再按SHIFT+1（STAT），选4，Var，
如果选2，按“=”就是加权平均源自。如果选3∂ ，按”=”就是标准差，再按 就是方差。
（^_^)，加油！！！
多练习几遍，相信你一定学会了吧！
均值、方差、标准差
例2 高一（1）班学生年龄统计：（班级共有43 人）其中有20人18岁，13人17岁，7人16 岁，，3人15岁，求该班级的平均年龄。
分析 在班级年龄序列中18出现了20次， 17出现了13 次，16出现了7次，15出现了3次
解： x 18 20 1713 16 7 15 3 43
18 20 17 13 16 7 158 3
43
43
43
43
17
“加权平均数”
加权平均值 （用频率计算平均值）
一般地，若取值为 x1, x2, xn ， 出现的次数分别
为 f1, f2 fn ，设频率为 p1, p2 , pn 则其加权平均数为
x1 p1 x2 p2 xn pn
怎样利用这些数据对重力加速度进行估计？ 平均数
问题转化为：
实验结果测得一组数据为 a1 , a2,
an
用 算术平均数作为重力加速度“最理想的”近似 值，依据是什么呢？
处理实验数据的原则是使这个近似值与实验数 据之间的离差（偏差）最小、设近似值为x，
则它与n个实验值 ai（i＝1，2，3，…，n）的平称均为数这或n个者数均的值
甲班 112 86 106 84 100 105 98 102 94 107
87 112 94 94 99 90 120 98 95 119
108 100 96 115 111 104 95 108 111 105
104 107 119 107 93 102 98 112 112 99
92 102 93
乙班
116 95 109
84 94 96 106
94 100 90 84 114
甲班均分
98 108 99 110 103
统计学基础平均指标和变异指标
统计学基础平均指标和变异指标平均指标和变异指标是统计学中常用的两种指标，用于描述数据分布的中心趋势和离散程度。
在统计分析中，这两个指标的应用非常广泛。
1.平均指标：平均指标是用来表示数据分布的中心位置的指标，常见的平均指标有平均数、中位数和众数。
-平均数：平均数是指一组数据之和除以数据个数，表示了数据的平均水平。
平均数的计算方法是将所有数据相加，然后除以数据个数。
例如，对于一组数据：2，3，5，7，10，平均数的计算方式为(2+3+5+7+10)/5=5.4-中位数：中位数是将数据按照大小顺序排列后位于中间位置的数值，它划分了数据的中间位置。
如果数据个数为奇数，则中位数为排序后的中间值；如果数据个数为偶数，则中位数为排序后中间两个值的平均值。
中位数对于数据的极端值不敏感，适用于数据有异常值的情况，能够更好地表示数据的中心位置。
例如，对于一组奇数个数据：1，3，5，7，9，中位数为5；对于一组偶数个数据：2，4，6，8，中位数为(4+6)/2=5-众数：众数是一组数据中出现次数最多的数值，表示了数据中的高频值。
一个数据集可以有一个或多个众数。
如果一个数据集没有重复值，那么它没有众数。
例如，对于一组数据：1，2，3，4，4，4，5，众数为42.变异指标：变异指标是用来度量数据分布的离散程度，可以用来描述数据的稳定性和可变性。
常见的变异指标有极差、方差和标准差。
-极差：极差是一组数据的最大值和最小值之间的差异，表示了数据的全距。
极差越大，数据的离散程度越大；极差越小，数据的离散程度越小。
例如，对于一组数据：2，3，5，7，10，极差为(10-2)=8-方差：方差是一组数据与其平均数之间偏离程度的平均值的统计量，表示了数据分布的离散程度。
方差的计算公式是每个数值与平均数之差的平方之和除以数据个数。
例如，对于一组数据：2，3，5，7，10，平均数为5.4，方差的计算方式为[(2-5.4)^2+(3-5.4)^2+(5-5.4)^2+(7-5.4)^2+(10-5.4)^2]/5≈7.04-标准差：标准差是方差的平方根，是一个衡量数据分布离散程度的指标。
混凝土标准差的计算公式实例
混凝土标准差的计算公式实例混凝土标准差是衡量混凝土强度稳定性的一个重要指标，它可以反映出混凝土强度数据的离散程度和分布状态。
混凝土强度的标准差越小，代表着它的强度分布越稳定，即抗压能力越强。
计算混凝土标准差的公式如下：1.计算混凝土的平均值。
混凝土的平均值是指所有样本强度的算术平均值，用下列公式计算：$\overline{X}=\dfrac{1}{n}\sum\limits_{i=1}^n X_i$其中，$\overline{X}$为混凝土平均强度值，$n$为样本数量，$X_i$为第$i$个样本的强度值。
2.计算混凝土的方差。
混凝土的方差是指所有样本强度与平均值的差的平方和的算术平均值，用下列公式计算：$S^2=\dfrac{1}{n}\sum\limits_{i=1}^n (X_i-\overline{X})^2$其中，$S^2$为混凝土的方差。
3.计算混凝土的标准差。
混凝土的标准差是指混凝土强度分布的离散程度，用下列公式计算：$S=\sqrt{S^2}$其中，$S$为混凝土的标准差。
混凝土标准差的计算需要根据实际情况来进行，下面以一个实例来说明：例如，某建筑工地需要使用C30混凝土，工程要求混凝土的标准差不得大于4.0MPa。
采取每批次取三块样品强度检测的方法，共计10个批次，取得的数据如下：批次|样本1|样本2|样本3|平均值|方差---|---|---|---|---|---1|28.1|29.2|30.0|29.1|1.532|28.2|28.6|29.6|28.8|0.363|28.3|29.1|30.1|29.2|1.144|27.9|28.8|29.6|28.8|0.615|28.4|29.0|29.9|29.1|0.686|28.3|28.9|30.0|29.1|0.777|28.9|29.4|30.4|29.6|1.068|28.5|29.1|29.9|29.2|0.529|28.4|29.0|30.1|29.2|0.6110|28.8|29.3|30.3|29.5|1.06按照上述公式计算每个批次的平均值和方差，然后再计算出混凝土的标准差。
方差、标准差、均方差、均方误差的区别及意义
方差、标准差、均方差、均方误差的区别及意义百度百科上的方差定义如下:(方差)是用概率论和统计方差来度量随机变量或一组数据的离散程度概率论中的方差用来衡量随机变量与其数学期望(即平均值)之间的偏离程度统计学中的方差(样本方差)是每个数据与其平均值之差的平方和的平均值在许多实际问题中，研究方差，即偏离的程度具有重要意义。
如果看这样一段文字，可能会有点费解。
首先，从公式开始。
对于一组随机变量或统计数据，的期望值用E(X)表示，即随机变量或统计数据的平均值，，然后在找到期望值之前将每个数据与平均值之间服从正态分布。
那么我们就不能通过方差直接确定学生偏离平均值多少分。
通过标准差，我们可以直观地得到学生分数分布在0.6826范围内的概率，大约等于34.2%*23，均方差是多少？标准偏差，在中国环境中通常也称为均方误差，不同于均方误差(均方误差是距离每个数据真实值的平方的平均值，即误差平方的平均值)。
计算公式在形式上接近方差。
它的根叫做均方根误差，在形式上接近标准偏差)。
标准偏差是偏离平均值的平方的平均值后的平方根，用σ表示标准差是方差的算术平方根从上面的定义，我们可以得到以下几点:1 .均方偏差是标准偏差，标准偏差是标准偏差2，均方误差不同于均方误差3，均方误差是距离每个数据真实值的平方和的平均值。
例如，我们想测量房间的温度，不幸的是我们的温度计不够精确。
因此，有必要测量5次以获得一组数据[x1，x2，x3，x4，x5]。
假设温度的实际值是x，数据和实际值之间的误差e是x-Xi，那么均方误差MSE=一般来说，均方误差是数据序列和平均值之间的关系，而均方误差是数据序列和实际值之间的关系，所以我们只需要了解实际值和平均值之间的关系。
数理统计平均数、中位数、众数,极差、标准差、方差
平均数、中位数和众数的知识归纳与梳理：（一）平均数：一组数据的总和除以这组数据个数所得到的商叫这组数据的平均数。
即x=（x1+x2+……+xn）÷n中位数：将一组数据按大小顺序排列，处在最中间位置的一个数或最中间的两个数的平均数叫做这组数据的中位数。
众数：在一组数据中出现次数最多的数叫做这组数据的众数。
平均数：一组数据的平均值平均水平平均数是描述一组数据的一种常用指标，反映了这组数据中各数据的平均大小。
平均数的大小与一组数据里的每个数据都有关系，其中任何数据的变动都会引起平均数的相应变动平均数一般的计算方法为：用一组数据的总和除以这组数据的个数．平均数的优点。
反映一组数的总体情况比中位数、众数更为可靠、稳定．平均数的缺点。
平均数需要整批数据中的每一个数据都加人计算，因此，在数据有个别缺失的情况下，则无法准确计算，计算的工作量也较大。
平均数易受极端数据的影响，从而使人对平均数产生怀疑。
中位数：在有序排列的一组数据中最居中的那个数据中等水平中位数是描述数据的另一种指标，如果将一组数按从小到大排列那么中位数的左边和右边恰有一样多的数据。
中位数仅与数据的大小排列位置有关，某些数据的变动对它的中位数没有影响．中位数是将数据按大小顺序依次排列（相等的数也要全部参加排序）后“找”到的．当数据的个数是奇数时，中位数就是最中间的那个数据；当数据的个数是偶数时，就取最中间的两个数据的平均数作为中位数．中位数的优点。
简单明了，很少受一组数据的极端值的影响。
中位数的缺点。
中位数不受其数据分布两端数据的影响，因此中位数缺乏灵敏性，不能充分利用所有数据的信息。
当观测数据已经分组或靠近中位数附近有重复数据出现时，则难以用简单的方法确定中位数。
众数一组数据中出现次数最多的那个数据。
集中趋势众数告诉我们，这个值出现次数最多，一组数据可以有不止一个众数，也可以没有众数。
众数着眼于对各数据出现的频数的考查，其大小只与这组数据中的部分数据有关．一组数据中的众数不止一个．当一组数据中有相同数据多次出现时，其众数往往是我们关心的．众数的优点比较容易了解一组数据的大致情况，不受极端数据的影响，并且求法简便。
生化标准差公式计算例题
生化标准差公式计算例题计算标准差的步骤通常有四步：计算平均值、计算⽅差、计算平均⽅差、计算标准差。
例如，对于⽅个有六个数的数集2,3,4,5,6,8，其标准差可通过以下步骤计算：1.计算平均值：(2 + 3 + 4 + 5+ 6 + 8)/6 = 30 /6 = 52.计算⽅差：(2 – 5)^2 = (-3)^2= 9(3 – 5)^2 = (-2)^2= 4(4 – 5)^2 = (-1)^2= 0(5 – 5)^2 = 0^2= 0(6 – 5)^2 = 1^2= 1(8 – 5)^2 = 3^2= 93.计算平均⽅差：(9 + 4 + 0 + 0+ 1 + 9)/6 = 24/6 = 44.计算标准差：√4 = 2标准差（Standard Deviation），在概率统计中最常使⽅作为统计分布程度（statistical dispersion）上的测量。
标准差定义为⽅差的算术平⽅根，反映组内个体间的离散程度。
测量到分布程度的结果，原则上具有两种性质：⽅个总量的标准差或⽅个随机变量的标准差，及⽅个⽅集合样品数的标准差之间，有所差别。
其公式如下所列。
标准差的观念是由卡尔·⽅尔逊（Karl Pearson）引⽅到统计中。
例⽅：1,2,3,4,5,6,7,8,9均值为5每个数字减去均值-4,-3,-2,-1,0,1,2,3,4平⽅16,9,4,1,0,1,4,9,16求和16+9+4+1+0+1+4+9+16=60⽅共有9项,所以（最重要的⽅步）60/（9-1）=7.5标准差就是根号7.5。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
平均值(Mean)、方差(Variance)、标准差(Standard Deviation) 对于一维数据的分析，最常见的就是计算平均值(Mean)、方差(Variance)和标准差(Standard Deviation)。
平均值
平均值的概念很简单：所有数据之和除以数据点的个数，以此表示数据集的平均大小；其数学定义为：
以下面10个点的CPU使用率数据为例，其平均值为。
14 31 16 19 26 14 14 14 11 13
方差、标准差
方差这一概念的目的是为了表示数据集中数据点的离散程度；其数学定义为：
标准差与方差一样，表示的也是数据点的离散程度；其在数学上定义为方差的平方根：
为什么使用标准差
与方差相比，使用标准差来表示数据点的离散程度有3个好处：
表示离散程度的数字与样本数据点的数量级一致，更适合对数据样本形成感性认知。
依然以上述10个点的CPU使用率数据为例，其方差约为41，而标准差则为；两者相比较，标准差更适合人理解。
表示离散程度的数字单位与样本数据的单位一致，更方便做后续的分析运算。
在样本数据大致符合正态分布的情况下，标准差具有方便估算的特性：%的数据点落在平均值前后1个标准差的范围内、95%的数据点落在平均值前后2个标准差的范围内，而99%的数据点将会落在平均值前后3个标准差的范围内。
贝赛尔修正
在上面的方差公式和标准差公式中，存在一个值为N的分母，其作用为将计算得到的累积偏差进行平均，从而消除数据集大小对计算数据离散程度所产生的影响。
不过，使用N 所计算得到的方差及标准差只能用来表示该数据集本身(population)的离散程度；如果数据集是某个更大的研究对象的样本(sample)，那么在计算该研究对象的离散程度时，就需要对上述方差公式和标准差公式进行贝塞尔修正，将N替换为N-1：
经过贝塞尔修正后的方差公式：
经过贝塞尔修正后的标准差公式：
公式的选择
是否使用贝塞尔修正，是由数据集的性质来决定的：如果只想计算数据集本身的离散程度(population)，那么就使用未经修正的公式；如果数据集是一个样本(sample)，而想要计算的则是样本所表达对象的离散程度，那么就使用贝塞尔修正后的公式。
在特殊情况下，如果该数据集相较总体而言是一个极大的样本 (比如一分钟内采集了十万次的IO数据) ——在这种情况下，该样本数据集不可能错过任何的异常值(outlier)，此时可以使用未经修正的公式来计算总体数据的离散程度。
R中平均值、方差与标准差的计算
在R中，平均值是通过mean()函数来计算的：
x <- c(14, 31, 16, 19, 26, 14, 14, 14, 11, 13)
mean(x)
方差则通过var()函数来计算：
x <- c(14, 31, 16, 19, 26, 14, 14, 14, 11, 13)
var(x)
标准差则通过sd()函数来计算：
x <- c(14, 31, 16, 19, 26, 14, 14, 14, 11, 13)
sd(x)
值得一提的是，R中所计算的方差和标准差是经过贝塞尔修正的；如果需要计算未经修正的结果，可以在R的计算结果上乘以(N-1)/N。
平均值与标准差的适用范围及误用
大多数统计学指标都有其适用范围，平均值、方差和标准差也不例外，其适用的数据集必须满足以下条件：中部单峰：
数据集只存在一个峰值。
很简单，以假想的CPU使用率数据为例，如果50%的数据点位于20附近，另外50%的数据点位于80附近（两个峰），那么计算得到的平均值约为50，而标准差约为31；这两个计算结果完全无法描述数据点的特征，反而具有误导性。
这个峰值必须大致位于数据集中部。
还是以假想的CPU数据为例，如果80%的数据点位于20附近，剩下的20%数据随机分布于30~90之间，那么计算得到的平均值约为35，而标准差约为25；与之前一样，这两个计算结果不仅无法描述数据特征，反而会造成误导。
遗憾的是，在现实生活中，很多数据分布并不满足上述两个条件；因此，在使用平均值、方差和标准差的时候，必须谨慎小心。
结语
如果数据集仅仅满足一个条件：单峰。
那么，峰值在哪里峰的宽带是多少峰两边的数据对称性如何有没有异常值(outlier)为了回答这些问题，除了平均值、方差和标准差，需要更合适的工具和分析指标，而这，就是中位数、均方根、百分位数和四分差的意义所在。