常见统计量及关系(二)-方差、标准差

1、前言

    统计相关问题系列第二篇,上一篇点这里

2、常见名词

  • 极差(range):一组数据中最大值与最小值之差。

  • 四分位差(IQR):一组数据中第75百分位数与第25百分位数的取值之差。(将一组数据从小到大排序后,按照个数将数据平均分成四份,则四分位差包含中间两组数据。)

  • 离差平方:一组数据中某个数据与均值之差的平方。

  • 方差:一组数据中所有值的离差平方求和(离差平方和)除以总体的数据个数,或者除以(样本的个数-1)。
    \sigma^{2}=\frac{\sum(X-\mu)^{2}}{N}
    或:
    s^{2}=\frac{\sum(X-\overline{X})^{2}}{n-1}

  • 标准差:方差开根号,反映的是一组数据中各数据偏离均值的平均大小。
    \sigma=\sqrt{\frac{\sum(X-\mu)^{2}}{N}}
    或:
    s=\sqrt{\frac{\sum(X-\overline{X})^{2}}{n-1}}

3、一些现象

  • (1)实际应用中,看一组数据分布情况,很少使用极差,四分位差使用的更多(一组数据有18个样本是10,另外1个是0,1个是100,则极差是100,无法说明数据分布情况,但是四分位差反映的是大部分数据分布在什么范围);
  • (2)方差与标准差中的平方是为了防止求和时正负抵消
  • (3)实际应用中,方差用的很少,因为方差对数据进行了平方,所以与原始数据单位不一致;但是标准差在其基础上进行了开方,单位回归到与原始数据一致,所以使用更广泛;
  • (4)方差在实际中使用较少,但是在很多其它统计量(标准差)求解过程中,都需要求解方差,所以方差还是有一定的地位的;
  • (5)方差与标准差求解过程中,如果是利用总体求解,则分母是总体个数N;如果是利用样本求解,则分母是样本数n-1;感兴趣读者可以查阅相关资料分析原因,这里只说一个原因:在利用样本对总体估计时,方差与标错差都会偏小,所以将分母减小,则可以减小与总体的误差。

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