方差计算公式是用于计算数据组中各数值与其均值离差平方的平均数的数学公式,它能较好地反映出数据的离散程度。其中方差是实际中应用最广泛的离散程度测度值,方差越小,说明数据值与均值的平均距离越小,均值的代表性越好。例如:两人的5次测验成绩为:X(50、100、100、60、50),平均值E(X)=72;Y(73、70、75、72、70),平均值E(Y)=72。平均成绩相同,但X不稳定,对平均值的偏离大。
方差的单位是原数据单位的平方,没有解释意义。
对于总体数据,常用的方差计算公式有两种:和
对于样本数据,常用的方差计算公式为:
性质
二、方差的性质
1.设C为常数,则(常数无波动);
2.(常数平方提取);
证:
特别地(方差无负值)
3.若X、Y相互独立,则证:记则
前面两项恰为D(X)和D(Y),第三项展开后为
当X、Y相互独立时,
故第三项为零。
特别地
独立前提的逐项求和,可推广到有限项。
平均数:(n表示这组数据个数,x、x、x……x表示这组数据具体数值)
方差公式:
标准方差公式(1):
标准方差公式(2):
其他相关
三、常用分布的方差
1.两点分布
2.二项分布X~B(n,p)
引入随机变量Xi(第i次试验中A出现的次数,服从两点分布),
3.泊松分布(推导略)
4.均匀分布另一计算过程为
5.指数分布(推导略)
6.正态分布(推导略)
7.t分布:其中X~T(n),;
8.F分布:其中X~F(m,n),
正态分布的后一参数σ²为方差,反映它与均值μ的偏离程度,即波动程度(随机波动),这与图形的特征是相符的。
例2求上节例2的方差。
解根据上节例2给出的分布律,计算得到
工人乙废品数少,波动也小,稳定性好。
方差的定义:
设一组数据中,各组数据与它们的平均数x(拔)的差的平方分别是,那么我们用他们的平均数来衡量这组数据的波动大小,并把它叫做这组数据的方差。为了简便(其中x为该组数据的平均值)。
方差反映的是一组数据偏离平均值的情况,是反映一组数据的整体波动大小的特征的量,也是衡量数据在平均值附近波动程度的方法。方差越大,数据分布越分散,波动越大;方差越小,数据越集中,波动越小。
在人教版初中数学有提到。
参考资料
[科普中国]-方差计算公式.科普中国网.2024-02-06