手把手带你推导两组数据方差公式,超简单易懂!


当然可以!方差是衡量数据分散程度的重要统计量。假设我们有一组数据 \(X = \{x_1, x_2, \ldots, x_n\}\),其均值(平均值)为 \(\bar{x}\)。方差的定义是数据各点与均值的差的平方的平均值。具体推导过程如下:

1. 计算均值:首先,计算这组数据的均值 \(\bar{x}\):

\[

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

\]

这里,\(n\) 是数据的数量。

2. 计算每个数据点与均值的差:对于每个数据点 \(x_i\),计算其与均值 \(\bar{x}\) 的差:

\[

x_i - \bar{x}

\]

3. 平方每个差值:将每个差值平方,以消除负数的干扰:

\[

(x_i - \bar{x})^2

\]

4. 求平方差的平均值:将所有平方差加起来,然后除以数据的数量 \(n\),得到方差 \(s^2\):

\[

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

\]

这就是样本方差的公式。如果你处理的是总体数据(而不是样本),方差的公式会稍微不同,分母是 \(n-1\) 而不是 \(n\),以提供对总体方差的更无偏估计。总体方差的公式为:

\[

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

\]

通过以上步骤,你可以轻松理解和计算方差。方差越小,数据越集中;方差越大,数据越分散。希望这个解释对你有帮助!