在中考数学中,方差是用来衡量一组数据波动大小的统计量。求方差的步骤如下:
1. 计算平均数(均值):首先,计算所有数据点的平均值(均值),记作
(
bar{x}
)。
2. 计算各数据点与平均数的差的平方:对于每个数据点
(x_i
),计算它与平均数
(
bar{x}
) 的差,然后将这个差值平方,即
((x_i -
bar{x})^2
)。
3. 求和:将所有差的平方相加,得到总和。
4. 计算方差:将步骤3中得到的总和除以数据点的个数(如果是样本方差,则除以
(n-1
),其中
(n
) 是样本个数;如果是总体方差,则除以
(n
))。
用数学公式表示,样本方差
(S^2
) 的计算公式为:
[ S^2 =
frac{
sum_{i=1}^{n}(x_i -
bar{x})^2}{n-1}
]
总体方差
(σ^2
) 的计算公式为:
[ σ^2 =
frac{
sum_{i=1}^{n}(x_i -
bar{x})^2}{n}
]
其中,
(x_1, x_2, ..., x_n
) 是数据点,
(
bar{x}
) 是平均数,
(n
) 是数据点的个数。
例如,如果有一组数据:2, 4, 4, 4, 5, 5, 7, 9,首先计算平均数:
[
bar{x} =
frac{2 + 4 + 4 + 4 + 5 + 5 + 7 + 9}{8} =
frac{44}{8} = 5.5
]
然后,计算每个数据点与平均数的差的平方,求和,最后除以
(n-1
):
[ S^2 =
frac{(2-5.5)^2 + (4-5.5)^2 + (4-5.5)^2 + (4-5.5)^2 + (5-5.5)^2 + (5-5.5)^2 + (7-5.5)^2 + (9-5.5)^2}{8-1}
]
[ S^2 =
frac{14.5 + 2.25 + 2.25 + 2.25 + 0.25 + 0.25 + 2.25 + 12.25}{7}
]
[ S^2 =
frac{34.75}{7}
]
[ S^2 ≈ 4.9643
]
因此,这组数据的样本方差大约是 4.9643。
方差的概念与计算公式,例如 两人的5次测验成绩如下:
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E(X):直接计算公式分离散型和连续型。
推导另一种计算公式得到:“方差等于各个数据与其算术平均数的离差平方和的平均数”。其中,分别为离散型和连续型计算公式。 称为标准差或均方差,方差描述波动程度。