方差计算公式

方差公式是一个数学公式,是数学统计学中的重要公式,应用于生活中各种事情,方差越小,代表这组数据越稳定,方差越大,代表这组数据越不稳定。

计算方法

若x1,x2,x3......xn的平均数为M,则方差公式可表示为:

例1、两人的5次测验成绩如下:

X:50,100,100,60,50,平均成绩为E(X)=72。

Y:73,70,75,72,70,平均成绩为E(Y)=72。

平均成绩相同,但X不稳定,对平均值的偏离大。方差描述随机变量对于数学期望的偏离程度。

单个偏离是消除符号影响方差即偏离平方的均值,记为D(X):

直接计算公式分离散型和连续型,具体为:这里是一个数。推导另一种计算公式得到:“方差等于平方的均值减去均值的平方”。

其中,分别为离散型和连续型的计算公式。称为标准差或均方差,方差描述波动程度。

性质

1.设C为常数,则D(C)=0(常数无波动)

2.D(CX)=C2D(X)(常数平方提取,C为常数,X为随机变量)

证:特别地D(-X)=D(X),D(-2X)=4D(X)(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。

由于方法偏倚不准确,因此在样本分析中常使用无偏方差,表示为S^2,它是用样本中每个值的平均值与总体均值之差的平方和除以自由度(即样本数减1)得出的,即:

S^2=\frac{\sum_{i=1}^n(x_{i}-\overline{x})^2}{n-1}