标准差和标准误差

标准差和标准误差
标准差和标准误差

标准差和标准误差;样本量

标准误差(均方误差)

在相同测量条件下进行的测量称为等精度测量,例如在同样的条件下,用同一个游标卡尺测量铜棒的直径若干次,这就是等精度测量。对于等精度测量来说,还有一种更好的表示误差的方法,就是标准误差。

标准误差定义为各测量值误差的平方和的平均值的平方根,故又称为均方误差。

设n个测量值的误差为ε1、ε2……εn,则这组测量值的标准误差σ等于:

由于被测量的真值是未知数,各测量值的误差也都不知道,因此不能按上式

求得标准误差。测量时能够得到的是算术平均值(),它最接近真值(N),

而且也容易算出测量值和算术平均值之差,称为残差(记为v)。理论分析表明①可以用残差v表示有限次(n次)观测中的某一次测量结果的标准误差σ,其计算公式为

对于一组等精度测量(n次测量)数据的算水平均值,其误差应该更小些。理论分析表明,它的算术平均值的标准误差。有的书中或计算器上用符号s表示)与一次测量值的标准误差σ之间的关系是

需要注意的是,标准误差不是测量值的实际误差,也不是误差范围,它只是对一组测量数据可靠性的估计。标准误差小,测量的可靠性大一些,反之,测量就不大可靠。进一步的分析表明,根据偶然误差的高斯理论,当一组测量值的标准误差为σ时,则其中的任何一个测量值的误差εi有68.3%的可能性是在(-σ,+σ)区间内。

世界上多数国家的物理实验和正式的科学实验报告都是用标准误差评价数据的,现在稍好一些的计算器都有计算标准误差的功能,因此,了解标准误差是必要的。

标准差

是方差的平方根。它和观测值有相同的单位。是最常用的表示数据分散程度的指标。对于正态分布的数据,它的用处尤大。样本标准差s是对总体标准差σ的一种估计。s的值可在有统计功能的计算器上直接得出。计算s值的功能键常用表示。

审计抽样样本量计算公式

其中:

n1、n2、n3分别为属性抽样、变量抽样和货币单位抽样的样本量

C—置信系数(Confidence Coefficient),也称置信水平、可信因子,是以百分比(90%、95%、99%等)表示的抽样结果能够代表总体的概率。一般而言,95%的置信水平则认为高度满意,置信水平越高,样本量越大。1减去置信系数为风险水平(Level of Risk),是样本结果不能代表总体的概率。

p—预期总体误差(Expected Error Rate),即预期差错发生率,以百分比表示,是审计师估计总体可能存在的错误率。预期总体误差越高,样本量越大,用于属性抽样中,其另一个参数q等于1减去p。

P—精度(Precision),也称精确度,由审计师设定,代表样本与总体之间的可接受误差范围。在属性抽样中,精度以百分比表示,在变量抽样中,精度用一个数值表示。精度值越大,样本量越小,总体误差值就越大;反之,精度值越小,样本量越大,总体误差值就越小,但增加了抽样工作量。

σ—总体标准差(Population Standard Deviation),是衡量总体中个别单位偏离总体平均值的离散程度的指标,标准差越大,样本量越大,用于变量抽样中。

BV—账面价值。

RF—泊松分布的风险因素,或称可靠性因素,可通过查表得出。

TM—可容忍错报额

认识标准差和标准误

计算方法 怎么计算它的大小呢?由标准差的概念可知,标准差反映离散程度的大小,那么多次抽取样本,把这些样本的均值集中起来作为一个新样本,计算它们的标准差,就可以反映它们的离散程度,离散程度大,说明这些均值偏离总体均值“5”越远,也就是抽样误差越大,这就是标准误—standard error。这里的error就是“误差”的英文,所以标准误其实应叫做“标准误差”,我们可以理解为由“标准差”计算得出的“误差”。

到这里可能有的人会说,我实际中怎么可能这么多次抽样呢,书上的公式也不是这样算的啊。没错,实际中我们一般只会抽样一次,而教科书上给出的公式就是通过一次样本的数据来计算标准误,即用样本标准差除以样本量的平方根。至于为什么公式是这样,这个公式准不准,已有统计学家的前辈们研究过了,我们只要去用就行了。如果想了解其原理,可以去更做深一步的研究。 举例 标准误在统计学中的应用十分广泛,以最简单的t检验为例,虽然t检验是应用最广泛的统计学方法之一,但很少有人思考过t值的意义。以单样本t检验为例,我们发现t值公式的分母就是标准误,代表抽样误差,而分子是两均数的差值,也就是实际差异。 所以t值就是实际差异与抽样误差的比值,如果实际差异大,t值就大,抽样误差大,t值就小。当t值大于某个临界值(可查表得出)时,我们更相信两组数据真的有差异,而不是抽样误差,结果就比较可靠,比如我们论文中常用的P<0.05,反之亦然。 需要注意的一点是,虽然我们用t检验来举例,教科书也把标准误放在t检验的章节,但不代表标准误是均数独有的,也可以是率或其他统计量,因此说标准误是“均数的标准差”是片面的,更合理的说法是“统计量的标准差”。 so,关于“标准差”和“标准误”的区别,你get了吗? 扫码关注我们

标准偏差与相对标准偏差公式

标准偏差与相对标准偏 差公式 文件排版存档编号:[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]

标准偏差 数学表达式: S-标准偏差(%) n-试样总数或测量次数,一般n值不应少于20- 30个 i-物料中某成分的各次测量值,1~n; 标准偏差的使用方法 六个计算标准偏差的公式 标准偏差的理论计算公式 设对真值为X的某量进行一组等精度测量, 其测得值为l1、l2、……l n。令测得值l与该量真值X之差为真差占σ, 则有σ = l i X 1 σ = l2X 2 …… σn = l n X 我们定义标准偏差(也称)σ为 (1)

由于真值X都是不可知的, 因此真差σ占也就无法求得, 故式只有理论意义而无实用价值。 标准偏差σ的常用估计—贝塞尔公式 由于真值是不可知的, 在实际应用中, 我们常用n次测量的算术平均值 来代表真值。理论上也证明, 随着测量次数的增多, 算术平均值最接近真值, 当时, 算术平均值就是真值。 于是我们用测得值l i与算术平均值之差——剩余误差(也叫残差)V i来代替真差σ , 即 设一组等精度测量值为l1、l2、……l n 则 …… 通过数学推导可得真差σ与剩余误差V的关系为 将上式代入式(1)有 (2) 式(2)就是着名的贝塞尔公式(Bessel)。

它用于有限次测量次数时标准偏差的计算。由于当时, ,可见贝塞尔公式与σ的定义式(1)是完全一致的。 应该指出, 在n有限时, 用贝塞尔公式所得到的是标准偏差σ的一个估计值。它不是总体标准偏差σ。因此, 我们称式(2)为标准偏差σ的常用估计。为了强调这一点, 我们将σ的估计值用“S ” 表示。于是, 将式(2)改写为 (2') 在求S时, 为免去求算术平均值的麻烦, 经数学推导(过程从略)有 于是, 式(2')可写为 (2") 按式(2")求S时, 只需求出各测得值的平方和和各测得值之和的平方艺 , 即可。 标准偏差σ的无偏估计 中定义S2为 数学上已经证明S2是σ2的无偏估计。即在大量重复试验中, S2围绕σ2散布, 它们之间没有。而式(2')在n有限时,S并不是总体标准偏差σ的无偏估计, 也

方差与标准差测试题及答案

1.数据8,10,9,11,12的方差是 ( ) A .2 C. 10 D .50 2.如果一组数据1x , 2x ,… n x 的方差是2,那么另一组数据13x , 23x ,… 3n x 的方差是 ( )A. 2 B. 18 C. 12 D. 6 3.(2003?四川)某中学人数相等的甲、乙两班学生参加了同一次数学测验,班平均分和方差分别为甲=82分,乙=82分,S 甲2=245,S 乙2 =190,那么成绩较为整齐的是( ) A .甲班 B .乙班 C .两班一样整齐 D .无法确定 4.若一组数据a 1,a 2,…,a n 的方差是5,则一组新数据2a 1,2a 2,…,2a n 的方差是( ) A .5 B .10 C .20 D .50 5.小明与小华本学期都参加了5次数学考试(总分均为100分),数学老师想判断这两位同学的数学成绩谁更稳定,在作统计分析时,老师需比较这两人5次数学成绩的( ). A.平均数; B.方差; C.众数; D.中位数. 二、填空题 1.(2006?浙江)甲、乙两台机器分别罐装每瓶质量为500克的矿泉水.从甲、乙罐装的矿 泉水中分别随机抽取了30瓶,测算得它们实际质量的方差是:S 甲2=4.8,S 乙2=3.6.那么 _________ 罐装的矿泉水质量比较稳定. 2.(2002?宁夏)已知一个样本1,4,2,5,3,那么这个样本的标准差是 _________ . 3.已知一个样本1,2,3,x ,5,它的平均数是3,则这个样本的极差是 _________ ;方差是 ________ . 4.(2007?贵阳)如图所示是甲、乙两地某十天的日平均气温统计图,则甲、乙两地这10 天的日平均气温的方差大小关系为:S 甲2 _________ S 乙2(用>,=,<填空). 5. 如果一组数据 1x , 2x ,… n x 的平均数是x ,方差为2S ,那么 (1)新数据 1ax , 2ax ,… n ax 的平均数是 ,方差为 ; (2)新数据 1x b +, 2x b +,… n x b +的平均数是 ,方差为 ; (3)新数据 1ax b +, 2ax b +,… n ax b +的平均数是 ,方差为 .

标准偏差与相对标准偏差

标准偏差 标准偏差(也称标准离差或均方根差)是反映一组测量数据离散程度的统计指标。是指统计结果在某一个时段内误差上下波动的幅度。是正态分布的重要参数之一。是测量变动的统计测算法。它通常不用作独立的指标而与其它指标配合使用。 标准偏差在误差理论、质量管理、计量型抽样检验等领域中均得到了广泛的应用。因此, 标准偏差的计算十分重要, 它的准确与否对器具的不确定度、测量的不确定度以及所接收产品的质量有重要影响。然而在对标准偏差的计算中, 不少人不论测量次数多少, 均按贝塞尔公式计算。 样本标准差的表示公式 数学表达式: ?S-标准偏差(%) ?n-试样总数或测量次数,一般n值不应少于20-30个 ?i-物料中某成分的各次测量值,1~n; 标准偏差的使用方法 z ?在价格变化剧烈时,该指标值通常很高。 ?如果价格保持平稳,这个指标值不高。 ?在价格发生剧烈的上涨/下降之前,该指标值总是很 低。 标准偏差的计算步骤 标准偏差的计算步骤是: 步骤一、(每个样本数据-样本全部数据之平均值)2。

步骤二、把步骤一所得的各个数值相加。 步骤三、把步骤二的结果除以(n - 1)(“n”指样本数目)。 步骤四、从步骤三所得的数值之平方根就是抽样的标准偏差。 六个计算标准偏差的公式[1] 标准偏差的理论计算公式 设对真值为X的某量进行一组等精度测量, 其测得值为l1、l2、……l n。令测得值l与该量真值X之差为真差占σ, 则有σ1 = l i? X σ2 = l2? X …… σn = l n? X 我们定义标准偏差(也称标准差)σ为 (1) 由于真值X都是不可知的, 因此真差σ占也就无法求得, 故式只有理论意义而无实用价值。标准偏差σ的常用估计—贝塞尔公式 由于真值是不可知的, 在实际应用中, 我们常用n次测量的算术平均值 来代表真值。理论上也证明, 随着测量次数的增多, 算术平均值最接近真值, 当时, 算术平均值就是真值。 于是我们用测得值l i与算术平均值之差——剩余误差(也叫残差)V i来代替真差σ , 即

方差与标准差

.方差与标准差

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§2、1 方差与标准差审核人:戴蔚 【目标导航】 1.经历刻画数据离散程度的探索过程,感受表示数据离散程度的必要性. 2.掌握方差和标准差的概念,卉计算方差和标准差,理解它们的统计意义. 3.经历探索极差、方差的应用过程,体会数据波动中的极差、方差的求法时以及区别,积累统计经验. 【要点梳理】 1.我们知道极差只能反映一组数据中两个之间的大小情况,而对其他数据的波动情况不敏感. 2.描述一组数据的离散程度可以采取许多方法,在统计中常采用先求这组数据的,再求这组数据与的差的的平均数,用这个平均数来衡量这组数据的波动性大小 3.设在一组数据X1,X2,X3,X4,……X N中,各数据与它们的平均数的差的平方分别是(X1- )2,(X2- )2,(X3- )2,……,(X n- )2,,那么我们求它们的平均数,即用S2= . 4.一组数据方差的算术平方根叫做这组数据的。 5.方差是描述一组数据的特征数,可通过比较其大小判断波动的大小,方差说明数据越稳定,6.为什么要这样定义方差? 7.为什么要除以数据的个数n? 8.标准差与方差的区别和联系? 【问题探究】 知识点1.探究计算数据方差和标准差的必要性 例1.质检部门从A、B两厂生产的乒乓球中各抽取了10只,对这些乒乓球的直径进行了检测,结果如下(单位:mm)A厂:40.0 ,39.9 ,40.0 ,40.1 ,40.2 ,39.8 ,40.0 ,39.9 ,40.0 ,40.1 B厂:39.8 ,40.2 ,39.8 ,40.2 ,39.9 ,40.1 ,39.8 ,40.2 ,39.8 ,40.2 思考探索:1、请你算一算它们的平均数和极差? 2、根据它们的平均数和极差,你能断定这两个厂生产的乒乓球直径同样标准吗? 3、观察根据上面数据绘制成的下图,你能发现哪组数据较稳定吗? 直径/mm 直径/mm

《标准差与标准误》word版

标准差 标准差(Standard Deviation),也称均方差(mean square error),是各数据偏离平均数的距离的平均数,它是离均差平方和平均后的方根,用σ表示。标准差是方差的算术平方根。标准差能反映一个数据集的离散程度。平均数相同的,标准差未必相同。 标准差(Standard Deviation),在概率统计中最常使用作为统计分布程度(statistical dispersion)上的测量。标准差定义为方差的算术平方根,反映组内个体间的离散程度。测量到分布程度的结果,原则上具有两种性质: 为非负数值,与测量资料具有相同单位。一个总量的标准差或一个随机变量的标准差,及一个子集合样品数的标准差之间,有所差别。 标准计算公式 假设有一组数值X1,X2,X3,......Xn(皆为实数),其平均值为μ,公式如图1. 图1 标准差也被称为标准偏差,或者实验标准差,公式如图2。 图2 简单来说,标准差是一组数据平均值分散程度的一种度量。一个较大的标准差,代表大部分数值和其平均值之间差异较大;一个较小的标准差,代表这些数值较接近平均值。 例如,两组数的集合 {0, 5, 9, 14} 和 {5, 6, 8, 9} 其平均值都是7,但第二个集合具有较小的标准差。 标准差可以当作不确定性的一种测量。例如在物理科学中,做重复性测量时,测量数值集合的标准差代表这些测量的精确度。当要决定测量值是否符合预测值,测量值的标准差占有决定性重要角色:如果测量平均值与预测值相差太远(同时与标准差数值做比较),则认为测量值与预测值互相矛盾。这很容易理解,因为如果测量值都落在一定数值范围之外,可以合理推论预测值是否正确。

标准差和标准偏差

标准差和标准偏差 Company number:【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】

标准差和标准偏差 1)首先给出计算公式 标准差:σ=(1) 标准偏差:s =(2)方差就是标准偏差的平方 这下大家就困惑了,这两个公式分别表示什么意义他们分别在什么情况下用这两个公式是怎么来的 2)公式由来 标准差又叫均方差、标准方差,这个大家都不陌生,它是各数据偏离平均数的距离的平均数,是距离均差平方和平均后的方根,用σ表示。。说白了就是表示数据分本离散度的一个值。计算公式也很好理解,从一开始接触我们用的看的都是这个公式。 那么第二个公式,怎么来的呢其实标准偏差从样本估计中来的。比如我们有一批数据,共10000个点,他们服从正太分布,很容易计算出它的均值和标准差。在这里我们叫做样本均值和样本标准差。表示如下: 样本均值:1 1n i i X X n ==∑ 样本方差:2211()n n i i s X X n ==-∑ 这两个公式就是大家常用的公式。那么现在我们认为,我们想用采集到的这10000个样本估计数据的真实分布,想要求出其均值μ和方差2σ。 对于均值μ,我们容易通过期望获得:

但是对于方差,我们知道 2 1 2 () n i i X X σ = - ∑ 是服从卡分分布2 1 n χ - 的(这一点请查阅卡 分分布的定义)。因此有下面的公式: 这个公式的第一个等号后面是利用期望的性质,试图构造卡分分布来求解。第二个等号后面是利用卡分分布的均值计算出来的。请自行查阅卡方分布的定义和性质。 这么一来,我们就能看出,X是μ的无偏估计,而2 n s则不是2σ的无偏估计。但 是我们可以通过对样本方差进行重新构造,从而是2 n s就是2σ的无偏估计。我们定义:这样我们重新来求解方差的期望: 这样一来,2s就是2σ的无偏估计,这也就是这个公式的由来。 3)这两个公式的应用。 在实际中,公式(2)用的更多。因为当样本容量比较小的时候,公式(1)会过小的估计实际标准差;如果样本容量较大,公式(1)和公式(2)很接近。这时候公式(1)叫做渐近无偏估计,当然还是比不上公式(2)的无偏估计喽。 看了上面这段话,你可能还不知道该用哪个。其实是这样的:如果我们想求一批数据的标准差,那么自然就用公式(1)。如果我们是利用现在的样本估计真实的分布,那么就用公式(2)。 4)在EXCEL中,方差是VAR(),标准偏差是STDEV(),函数里解释是基于样本,分母是除的N-1,其实就是公式(2)。还有个VARP()和STDEVP(),基于样本总体,分母是N,也就是说你关注的就是这批数据。 在Excel透视表中 标准偏差为=STDEVA() 总体标准偏差为=STDEVPA()

误差棒 标准差 标准误差

标准差(Standard Deviation) 和标准误差(Standard Error)本文摘自 Streiner DL.Maintaining standards: differences between the standard deviation and standarderror, and when to use each. Can J Psychiatry 1996; 41: 498–502. 标准差(Standard Deviation) 标准差,缩写为S.D., SD, 或者 s (就是为了把人给弄晕?),是描述数据点在均值(mean)周围聚集程度的指标。 如果把单个数据点称为“X i,” 因此“X1” 是第一个值,“X2” 是第二个值,以此类推。均值称为“M”。初看上去Σ(X i-M)就可以作为描述数据点散布情况的指标,也就是把每个X i与M的偏差求和。换句话讲,是(单个数据点—数据点的平均)的总和。 看上去挺有逻辑性的,但是它有两个缺点。 第一个困难是:上述定义的结果永远是0。根据定义,高出均值的和永远等于低于均值的和,因此它们相互抵消。可以取差值的绝对值来解决(也就是说,忽略负值的符号),但是由于各种神秘兮兮的原因,统计学家不喜欢绝对值。另外一个剔除负号的方法是取平方,因为任何数的平方肯定是正的。所以,我们就有Σ(X i-M)2。 另外一个问题是当我们增加数据点后此等式的结果会随之增大。比如我们手头有25个值的样本,根据前面公式计算出SD是10。如果再加25个一模一样的样本,直觉上50个大样本的数据点分布情况应该不变。但是我们的公式会产生更大的SD值。好在我们可以通过除以数据点数量N来弥补这个漏洞。所以等式就变成Σ(X i-M)2/N. 根据墨菲定律,我们解决了两个问题,就会随之产生两个新问题。 第一个问题(或者我们应该称为第三个问题,这样能与前面的相衔接)是用平方表达偏差。假设我们测量自闭症儿童的IQ。也许会发现IQ均值是75, 散布程度是100 个IQ点平方。这IQ点平方又是什么东西?不过这容易处理:用结果的平方根替代,这样结果就与原来的测量单位一致。所以上面的例子中的散布程度就是10个IQ点,变得更加容易理解。 最后一个问题是目前的公式是一个有偏估计,也就是说,结果总是高于或者低于真实的值。解释稍微有点复杂,先要绕个弯。在多数情况下,我们做研究的时候,更感兴趣样本来自的总体(population)。比如,我们探查有年轻男性精神分裂症患者的家庭中的外现情绪(expressed emotion,EE)水平时,我们的兴趣点是所有满足此条件的家庭(总体),而不单单是哪些受研究的家庭。我们的工作便是从样本中估计出总体的均值(mean)和SD。因为研究使用的只是样本,所以

标准差和标准偏差 (1)

标准差和标准偏差 1)首先给出计算公式 标准差:σ=(1) 标准偏差:s =(2)方差就是标准偏差的平方 这下大家就困惑了,这两个公式分别表示什么意义?他们分别在什么情况下用?这两个公式是怎么来的? 2)公式由来 标准差又叫均方差、标准方差,这个大家都不陌生,它是各数据偏离平均数的距离的平均数,是距离均差平方和平均后的方根,用σ表示。。说白了就是表示数据分本离散度的一个值。计算公式也很好理解,从一开始接触我们用的看的都是这个公式。 那么第二个公式,怎么来的呢?其实标准偏差从样本估计中来的。比如我们有一批数据,共10000个点,他们服从正太分布,很容易计算出它的均值和标准差。在这里我们叫做样本均值和样本标准差。表示如下: 样本均值:1 1n i i X X n ==∑ 样本方差:2211()n n i i s X X n ==-∑ 这两个公式就是大家常用的公式。那么现在我们认为,我们想用采集到的这10000个样本估计数据的真实分布,想要求出其均值μ和方差2σ。 对于均值μ,我们容易通过期望获得:

但是对于方差,我们知道 2 1 2 () n i i X X σ = - ∑ 是服从卡分分布2 1 n χ - 的(这一点请查阅卡分分布的 定义)。因此有下面的公式: 这个公式的第一个等号后面是利用期望的性质,试图构造卡分分布来求解。第二个等号后面是利用卡分分布的均值计算出来的。请自行查阅卡方分布的定义和性质。 这么一来,我们就能看出,X是μ的无偏估计,而2 n s则不是2σ的无偏估计。但是我们 可以通过对样本方差进行重新构造,从而是2 n s就是2σ的无偏估计。我们定义:这样我们重新来求解方差的期望: 这样一来,2s就是2σ的无偏估计,这也就是这个公式的由来。 3)这两个公式的应用。 在实际中,公式(2)用的更多。因为当样本容量比较小的时候,公式(1)会过小的估计实际标准差;如果样本容量较大,公式(1)和公式(2)很接近。这时候公式(1)叫做渐近无偏估计,当然还是比不上公式(2)的无偏估计喽。 看了上面这段话,你可能还不知道该用哪个。其实是这样的:如果我们想求一批数据的标准差,那么自然就用公式(1)。如果我们是利用现在的样本估计真实的分布,那么就用公式(2)。 4)在EXCEL中,方差是VAR(),标准偏差是STDEV(),函数里解释是基于样本,分母是除的N-1,其实就是公式(2)。还有个VARP()和STDEVP(),基于样本总体,分母是N,也就是说你关注的就是这批数据。 在Excel透视表中 标准偏差为=STDEVA()

(完整版)方差和标准差教案

方差和标准差 教材分析本节课选自浙教版八年级数学上册第四章第四节,主要内容是方差和标准差。是在学习了如何抽样与抽样调查中所涉及到的概念,和用平均数,中位数,众数来表示数据集中程度的统计量后的另一种反映数据离散程度的统计量。节课是七年纪上册“数据与图表”内容的延续,用统计量来反映数据的特征和变化,在日常生活和实际生产中有着广泛的应用。 学情分析本节课的授课对象是八年级学生,他们正处于形象思维向抽象思维的过渡阶段,注意力水平不高,在教学中需要采用启发式教学。在知识上,我们已经接触过统计方面的知识,有助于本节课的学习。 教学目标 知识与技能: 1、了解方差,标准差的公式的产生过程。 2、掌握方差和标准差的计算方法及其运用。 3、能通过实例学会用样本方差分析总体方差,用方差公式来分析数据离散程度。情感态度价值观: 1、通过合作交流,以面对面的互动形式,培养良好的团队合作精神,感受集体的力量。 2、以具体的例子出发,体会数学来源于生活,生活离不开数学,从来增加学习数学的兴趣。 教学重难点 重点:方差和标准差的概念、计算及其运用。 难点:方差和标准差的计算及运用。方差是各变量值相对于平均数的离差平方的平均数。 教学方法 采用情景探究、小组合作,实施启发式教学。 教学手段 以“教师为主导,学生为主体,探索为主线,思维为核心”的教学思路,采用矛盾冲突教学方法,加以多媒体的使用,充实了教学内容,通过师生合作,生生合作以及学生自身的独立思考,探索获得方差的公式和标准差的合理出现。 教学过程 一、创设情景引出课题 师:同学们,谁看过射击实况转播? 相信绝大多数同学都看过,今天老师要让你们自己想办法解决有关射击的问题。

标准差和标准误区别及Excel中标准差公式的区别

标准差和标准误:两个容易混淆的概念 标准误其实就是标准差的一种,不过二者的含义有所区别: 标准差计算的是一组数据偏离其均值的波动幅度,不管这组数是总体数据还是样本数据。你看standard deviation,说的就是“偏离”,只是在翻译为中文时,失去了其英文涵义。 而标准误(/ σ),衡量的是我们在用样本统计量去推断相应的总体参数(常见如均值、方差等)的时候,一种估计的精度。样本统计量本身就是随机变量,每一次抽样,都可以根据抽出的样本情况计算出一个不同的样本统计量值。理论上来讲,从既定的总体中按照既定的样本规模n,穷尽所有可能抽出的样本(不妨假设为NN),根据这些样本可以计算出NN个样本统计量值,把这些统计量值分组绘成直方图(X轴为分组的统计量数值,Y轴为落在某一分组区间内的频率),则这个直方图就反应了样本统计量的分布情况(即抽样分布)。既然是分布,当然就有均值和方差。如果所有可能的样本统计量值的平均值就是总体均值,这就是无偏估计。如果所有可能的样本统计量值的方差在所有用于估计总体参数的统计量里最小,这就是有效估计。因此,抽样分布的标准差(也就是标准误)越小,则用样本统计量去估计总体参数时,精度就越高。所以,你明白为什么叫标准误(standard error)了。一般意义上讲,standard error反映的是用样本统计量去估计总体参数的时候,可能发生的平均“差错”。 不妨这么理解吧,如果总体平均值是160,抽样误差是5,就是说用抽得的样本平均数去推断总体平均数时,平均差错可能在5左右;如果抽样误差是3,精度当然就比5要高啦。不同的总体、不同的样本规模,这个精度当然是不同的。如果总体的变异本身很小(也就是总体标准差小),样本规模越大,这种情况下精度当然就高啦。另外,根据大数定律,当样本规模大到一定程度的时候,不管总体是什么分布,样本平均数都会近似服从正态分布,这就为计算抽样误差(标准误)提供了理论依据。

方差和标准差 知识讲解

方差和标准差——知识讲解 责编:杜少波 【学习目标】 1. 了解方差和标准差的概念,会计算简单数据的方差,体会它们刻画数据离散程度的意义; 2. 知道可以通过样本的方差来推断总体的方差.能解释统计结果,根据结果作出简单的判断和预测; 3. 能综合运用统计知识解决一些简单的实际问题. 【要点梳理】 要点一、方差和标准差 1.方差 在一组数据12,,n x x x …,中,设它们的平均数是x ,各数据与平均数的差的平方的平均数()[] 222212 )(...)(1 x x x x x x n S n -++-+-= 叫做这组数据的方差. 方差越大,说明数据的波动越大,越不稳定. 要点诠释: (1)方差反映的是一组数据偏离平均值的情况. 方差越大,稳定性越差;反之,则稳定性越好. (2)一组数据的每一个数都加上(或减去)同一个常数,所得的一组新数据的方差不变. (3)一组数据的每一个数据都变为原来的k 倍,则所得的一组新数据的方差变为原来的2 k 倍. 2.标准差 一般地,一组数据的方差的算术平方根 称为这组数据的标准差. 要点诠释: (1)标准差的数量单位与原数据一致. (2)一组数据的方差或标准差越小,这组数据的离散程度越小,这组数据就越稳定. 要点二、方差和标准差的联系与区别 联系:方差和标准差都是用来衡量一组数据偏离平均数的大小(即波动大小)的指标,常用来比较两组数据的波动情况. 区别:方差是用“先平均,再求差,然后平方,最后再平均”的方法得到的结果,主要反映整组数据的波动情况,是反映一组数据与其平均值离散程度的一个重要指标,每个数据的变化都将影响方差的结果,是一个对整组数据波动情况更敏感的指标. 在实际使用时,往往计算一组数据的方差,来衡量一组数据的波动大小. 方差的单位是原数据单位的平方,而标准差的单位与原数据单位相同. 【典型例题】 类型一、方差和标准差 1. 一组数据-2,-1,0,1,2的方差是( ) A .1 B .2 C .3 D .4

《方差与标准差》教案

2.2 方差与标准差(教案) 学习目标: 1、了解方差的定义和计算公式。 2. 理解方差概念的产生和形成的过程。 3. 会用方差计算公式来比较两组数据的波动大小。 4. 经历探索极差、方差的应用过程,体会数据波动中的极差、方差的求法时以及区别,积累统计经验。 学习重、难点 重点:方差产生的必要性和应用方差公式解决实际问题。掌握其求法, 难点:理解方差公式,应用方差对数据波动情况的比较、判断。 学习过程 一、情景创设: 乒乓球的标准直径为40mm ,质检部门从A 、B 两厂生产的乒乓球中各抽取了10只,对这些乒乓球的直径了进行检测。结果如下(单位:mm ): A 厂:40.0,39.9,40.0,40.1,40.2,39.8,40.0,39.9,40.0,40.1; B 厂:39.8,40.2,39.8,40.2,39.9,40.1,39.8,40.2,39.8,40.2. 你认为哪厂生产的乒乓球的直径与标准的误差更小呢? (1) 请你算一算它们的平均数和极差。 (2) 是否由此就断定两厂生产的乒乓球直径同样标准? 今天我们一起来探索这个问题。 探索活动 通过计算发现极差只能反映一组数据中两个极值之间的大小情况,而对其他数据的波动情况不敏感。让我们一起来做下列的数学活动 算一算 把所有差相加,把所有差取绝对值相加,把这些差的平方相加。 想一想 你认为哪种方法更能明显反映数据的波动情况? 二、新知讲授: 讲授新知: (一)方差 定义:设有n 个数据n x x x ,,, 21,各数据与它们的平均数的差的平方分别是 2221)()(x x x x --,,…,, , 2)(x x n -我们用它们的平均数,即用 ])()()[(1222212x x x x x x n x n -++-+-= 来衡量这组数据的波动大小,并把它叫做这组数据的方差(variance ),记作2s 。 意义:用来衡量一批数据的波动大小 在样本容量相同的情况下,方差越大,说明数据的波动越大, 越不稳定 归纳:(1)研究离散程度可用2S (2)方差应用更广泛衡量一组数据的波动大小 (3)方差主要应用在平均数相等或接近时

Excel计算方差和标准差

Excel计算方差和标准差 样本中各数据与的差的平方和的平均数叫做样本方差;样本方差的叫做样本标准差。样本方差和样本标准差都是衡量一个样本波动大小的量,样本方差或样本标准差越大,样本数据的波动就越大。 方差(Variance)和标准差(Standard Deviation)。方差和标准差是测算离散趋势最重要、最常用的。方差是各变量值与其均值离差平方的平均数,它是测算数值型数据离散程度的最重要的方法。标准差为方差的算术平方根,用S表示。标准差与方差不同的是,标准差和变量的计算单位相同,比方差清楚,因此很多时候我们分析的时候更多的使用的是标准差。平均值=AVERAGE () 方差=VAR ( ) 标准差=STDEV ( ) 一、标准差 函数STDEV:估算样本的标准偏差。标准偏差反映相对于平均值(mean) 的离散程度。 语法STDEV(number1,number2,...) Number1,number2,... 为对应于总体样本的1 到30 个参数。也可以不使用这种用逗号分隔参数的形式,而用单个数组或对数组的引用。 说明函数STDEV 假设其参数是总体中的样本。如果数据代表全部样本总体,则应该使用函数STDEVP 来计算标准偏差。此处标准偏差的计算使用“无偏差”或“n-1”方法。 函数STDEV 的计算公式如下: 其中x 为样本平均值AVERAGE(number1,number2,…),n 为样本大小。 忽略逻辑值(TRUE 或FALSE)和文本。如果不能忽略逻辑值和文本,请使用STDEVA 工作表函数。 示例假设有10件工具在制造过程中是由同一台机器制造出来的,并取样为随机样本进行抗断强度检验。如果您将示例复制到空白工作表中,可能会更易于理解该示例。 操作方法创建空白工作簿或工作表。请在“帮助”主题中选取示例。不要选取行或列标题。从帮助中选取示例。 按Ctrl+C。 在工作表中,选中单元格A1,再按Ctrl+V。 若要在查看结果和查看返回结果的公式之间切换,请按Ctrl+`(重音符),或在“工具”菜单上,指向“公式审核”,再单击“公式审核模式”。 A

计算全距平均差方差和标准差

计算全距、平均差、方差和标准差 一、全距 R(range) 全距是一组数据中的最大值(maximum)与该组数据中最小值(minimum)之差,又称极差。 R=Xmax-Xmin 一般用于研究的预备阶段,用它检查数据的分布范围,以便确定如何进行统计分析 原始数据计算公式 三、四分位差(Quartile) 四分位差是第一个四分位数与第三个四分位数之差计算公式为 Q=Q 3-Q 1 四、方差与标准差 方差:又称为变异数、均方,是每个数据与该组数据平均数之差乘方后的均值,是表示一组数据离散程度的统计指标。 样本的方差用表示,总体的方差用表示。 标准差是方差的算术平方根。一般样本的标准差用 S 表示,总体的标准差用表示。 标准差和方差是描述数据离散程度的最常用的差异量。 分组数据方差与标准差的计算公式 方差与标准差的性质 ?方差是对一组数据中各种变异的总和的测量,具有可加性和可分解性特点。 ?标准差是一组数据方差的算术平方根,它不可以进行代数计算,但有以下特性: 总体方差、标准差或者方差、标准才差的合成 ?方差具有可加性的特点。当已知几个小组数据的方差或标准差时,可

以计算几个小组联合在一起的总的方差或标准差。 ?需要注意的是,只有在应用同一种观测手段,测量的是同一种特质,只是样本不同的数据时,才能计算合成方差或标准差。 方差和标准差的优点: 方差与标准差是表示一组数据离散程度的最好指标,其值越大,离散程度越大。 应用方差和标准差表示一组数据的离散程度,须注意必须是同一类数据(即同一种测量工具的测量结果),而且被比较样本的水平比较接近。 优点: ?反应灵敏。每个数据发生变化,方差与标准差也随之变化 ?有一定计算公式的严密确定 ?容易计算 ?受抽样变动的影响小 ?简单明了 ?方差具有可加性(区分变异源,组间/组内) 五、差异系数(coefficient of variation) 差异系数指标准差与其算术平均数的百分比,它是没有单位的相对数。用CV表示。 何种情况下运用差异系数: ?两个或两个以上样本所测特质不同,即所使用的观测工具不同,如何比较两者的离散程度? ?即使使用同一种观测量具,但样本水平相差较大,如何比较其离散程度? 差异系数的作用 ?比较不同单位资料的差异程度 ?比较单位相同而平均数相差较大的两组资料的差异程度 ?可判断特殊差异情况

标准差与标准误的区别

标准差与标准误的区别 在日常的统计分析中,标准差和标准误是一对十分重要的统计量,两者有区别也有联系。但是很多人却没有弄清其中的差异,经常性地进行一些错误的使用。对于标准差与标准误的区别,很多书上这样表达:标准差表示数据的离散程度,标准误表示抽样误差的大小。这样的解释可能对于许多人来说等于没有解释。 其实这两者的区别可以采用数据分布表达方式描述如下:如果样本服从均值为μ,标准差为δ的正态分布,即X~N(μ, δ2),那么样本均值服从均值为0,标准差为δ2/n的正态分布,即~ N(μ,δ2/n)。这里δ为标准差,δ/n1/2为标准误。明白了吧,用统计学的方法解释起来就是这么简单。 可是,实际使用中总体参数往往未知,多数情况下用样本统计量来表示。那么,关于这两者的区别可以这样表述:标准差是样本数据方差的平方根,它衡量的是样本数据的离散程度;标准误是样本均值的标准差,衡量的是样本均值的离散程度。而在实际的抽样中,习惯用样本均值来推断总体均值,那么样本均值的离散程度(标准误)越大,抽样误差就越大。所以用 标准误来衡量抽样误差的大小。 在此举一个例子。比如,某学校共有500名学生,现在要通过抽取样本量为30的一个样本,来推断学生的数学成绩。这时可以依据抽取的样本信息,计算出样本的均值与标准差。如果我们抽取的不是一个样本,而是10个样本,每个样本30人,那么每个样本都可以计算出均值,这样就会有10个均值。也就是形成了一个10个数字的数列,然后计算这10个数字的标准差,此时的标准差就是标准误。但是,在实际抽样中我们不可能抽取10个样本。所以,标准误就由样本标准差除以样本量来表示。当然,这样的结论也不是随心所欲,而是经过了统计学家的严密证明的。 在实际的应用中,标准差主要有两点作用,一是用来对样本进行标准化处理,即样本观察值减去样本均值,然后除以标准差,这样就变成了标准正态分布;而是通过标准差来确定异常值,常用的方法就是样本均值加减n倍的标准差。标准误的作用主要是用来做区间估计,常用的估计区间是均值加减n倍的标准误。

样本标准偏差与总体标准偏差区别

样本的标准偏差≠ 总体的标准偏差≠ 统计学标准偏差 2、在总体符合正态分布的前提下:总体的标准偏差=统计学标准偏差 3、当样本有代表性时:样本的标准偏差≈总体的标准偏差。即,通过样本的标准偏差可以估计总体的标准偏差。 然后要区分以上实用意义上的统计和数学意义上的统计: 要对实际情况进行数学上的统计处理,前提是符合正态分布函数,在这个前提下可以套用正态分布函数推导出来的一系列公式,包括标准偏差公式。 再说直白一点:对于实际统计对象,每个个体相对于平均值的离散程度可以用s=((X样品-X平均)^2/n)^0.5这个计算值来表示。对于正态分布函数,σ值可以表示函数图像的半高宽度。这两个本来没有任何联系。只有当实际的统计对象的分布符合正态函数时,这两个才具有相等的关系。 接下来针对问题讲: 标准偏差的公式是正态分布函数推导的结果,但是有适用条件。 对于总体,也就是n无限大。这个时候用除以n的公式计算,是符合公式适用条件的。 对于样本,n是有限值,不符合适用条件,所以不能直接套用除以n的公式。 为了能够从有限的样本中估算出无限的总体的标准偏差,必须使用近似计算。至于如何近似计算,理论上可以有很多种,而使用除以n-1计算的这个公式经过证明,在任何时候都是能够得到比较接总体标准偏差的结果,这就是所说的无偏估计。用数学的说法就是:这个估计值与正值之间的误差是收敛的。用通俗的话说,就是这个估计值比较靠谱。 数学上讲,当n越大时,这个估计值就越接近真值。实际意义就是,样本数量越大,就越能代表总体。 至于说这些公式具体的推导证明过程,其实我也忘记了。因为实际使用中基本上用不到,只用记住结果,明白意义就够了。

浙教版初中数学3.3 方差和标准差 教案

《方差和标准差》教案 教学目标 1、知识目标:了解方差、标准差的概念 2、能力目标:会求一组数据的方差、标准差,并会用他们表示数据的离散程度. 能用样本的方差来估计总体的方差. 3、情感目标:通过实际情景,提出问题,并寻求解决问题的方法,培养学生应用数学的意识和能力. 教学重点 理解记忆方差和标准差公式,能灵活地运用方差和标准差公式解题. 教学难点 灵活地运用方差和标准差公式解决实际问题. 教学设计 一、创设情景,提出问题 甲、乙两名射击手的测试成绩统计如下表: 1. 2.请根据这两名射击手的成绩在图中画出折线图; 3.现要挑选一名射击手参加比赛,若你是教练,你认为挑选哪一位比较适宜?为什么?(各小组讨论) 二、合作交流,感知问题 请根据统计图,思考问题: ①、甲、乙两名射击手他们每次射击成绩与他们的平均成绩比较,哪一个偏离程度较低?(甲射击成绩与平均成绩的偏差的和:(7-8)+(8-8)+(8-8)+(8-8)+(9-8)=0;乙射击成绩与平均成绩的偏差的和:(10-8)+(6-8)+(10-8)+(6-8)+(8-8)=0) ②、射击成绩偏离平均数的程度与数据的离散程度与折线的波动情况有怎样的联系?(甲射击成绩与平均成绩的偏差的平方和:(7-8)×2+(8-8)×2+(8-8)×2+(8-8)×2+(9-8)×2=2;乙射击成绩与平均成绩的偏差的平方和:(10-8)×2+(6-8)×2+(10-8)×2+(6-8)×2+(8-8)×2=16) 上述各偏差的平方和的大小还与什么有关?——与射击次数有关! ③、用怎样的特征数来表示数据的偏离程度?可否用各个数据与平均的差的累计数来表示数据的偏离程度?

标准差和标准误的区别与联系

标准差和标准误的区别与联系 在日常的统计分析中,标准差和标准误是一对十分重要的统计量,两者有区别也有联系。但是很多人却没有弄清其中的差异,经常性地进行一些错误的使用。对于标准差与标 准误的区别,很多书上这样表达:标准差表示数据的离散程度,标准误表示抽样误差的大小。这样的解释可能对于许多人来说等于没有解释。其实这两者的区别可以采用数据分 布表达方式描述如下:如果样本服从均值为μ,标准差为δ的正态分布,即X~Nμ, δ2,那么样本均值服从均值为0,标准差为δ2/n的正态分布,即?~Nμ,δ2/n。这里 δ为标准差,δ/n1/2为标准误。明白了吧,用统计学的方法解释起来就是这么简单。 可是,实际使用中总体参数往往未知,多数情况下用样本统计量来表示。那么,关于 这两者的区别可以这样表述:标准差是样本数据方差的平方根,它衡量的是样本数据的离 散程度;标准误是样本均值的标准差,衡量的是样本均值的离散程度。而在实际的抽样中,习惯用样本均值来推断总体均值,那么样本均值的离散程度标准误越大,抽样误差就越大。所以用标准误来衡量抽样误差的大小。 在此举一个例子。比如,某学校共有500名学生,现在要通过抽取样本量为30的一 个样本,来推断学生的数学成绩。这时可以依据抽取的样本信息,计算出样本的均值与标 准差。如果我们抽取的不是一个样本,而是10个样本,每个样本30人,那么每个样本都 可以计算出均值,这样就会有10个均值。也就是形成了一个10个数字的数列,然后计算 这10个数字的标准差,此时的标准差就是标准误。但是,在实际抽样中我们不可能抽取 10个样本。所以,标准误就由样本标准差除以样本量来表示。当然,这样的结论也不是随心所欲,而是经过了统计学家的严密证明的。 在实际的应用中,标准差主要有两点作用,一是用来对样本进行标准化处理,即样本 观察值减去样本均值,然后除以标准差,这样就变成了标准正态分布;而是通过标准差来 确定异常值,常用的方法就是样本均值加减n倍的标准差。标准误的作用主要是用来做区 间估计,常用的估计区间是均值加减n倍的标准误。 标准偏差反映的是个体观察值的变异,标准误反映的是样本均数之间的变异即样本均 数的标准差,是描述均数抽样分布的离散程度及衡量均数抽样误差大小的尺度,标准误不 是标准差,是样本平均数的标准差。标准误用来衡量抽样误差。标准误越小,表明样本 统计量与总体参数的值越接近,样本对总体越有代表性,用样本统计量推断总体参数的可 靠度越大。因此,标准误是统计推断可靠性的指标。 在相同测量条件下进行的测量称为等精度测量,例如在同样的条件下,用同一个游标 卡尺测量铜棒的直径若干次,这就是等精度测量。对于等精度测量来说,还有一种更好的 表示误差的方法,就是标准误差。 标准误差定义为各测量值误差的平方和的平均值的平方根,故又称为均方误差。 设n个测量值的误差为ε1、ε2……εn,则这组测量值的标准误差ζ等于:

方差、标准差、均方差、均方误差的区别及意义

一、百度百科上方差是这样定义的: (variance)是在概率论和统计方差衡量随机变量或一组数据时离散程度的度量。概率论中方差用来度量随机变量和其数学期望(即均值)之间的偏离程度。统计中的方差(样本方差)是各个数据分别与其平均数之差的平方的和的平均数。在许多实际问题中,研究方差即偏离程度有着重要意义。 看这么一段文字可能有些绕,那就先从公式入手, 对于一组随机变量或者统计数据,其期望值我们由E(X)表示,即随机变量或统计数据的均值, 然后对各个数据与均值的差的平方求和,最后对它们再求期望值就得到了方差公式。 这个公式描述了随机变量或统计数据与均值的偏离程度。 二、方差与标准差之间的关系就比较简单了

根号里的内容就是我们刚提到的 那么问题来了,既然有了方差来描述变量与均值的偏离程度,那又搞出来个标准差干什么呢? 发现没有,方差与我们要处理的数据的量纲是不一致的,虽然能很好的描述数据与均值的偏离程度,但是处理结果是不符合我们的直观思维的。 举个例子:一个班级里有60个学生,平均成绩是70分,标准差是9,方差是81,成绩服从正态分布,那么我们通过方差不能直观的确定班级学生与均值到底偏离了多少分,通过标准差我们就很直观的得到学生成绩分布在[61,79]范围的概率为0.6826,即约等于下图中的34.2%*2 三、均方差、均方误差又是什么? 标准差(Standard Deviation),中文环境中又常称均方差,但不同于均方误差(mean

squared error,均方误差是各数据偏离真实值的距离平方和的平均数,也即误差平方和的平均数,计算公式形式上接近方差,它的开方叫均方根误差,均方根误差才和标准差形式上接近),标准差是离均差平方和平均后的方根,用σ表示。标准差是方差的算术平方根。 从上面定义我们可以得到以下几点: 1、均方差就是标准差,标准差就是均方差 2、均方误差不同于均方误差 3、均方误差是各数据偏离真实值的距离平方和的平均数 举个例子:我们要测量房间里的温度,很遗憾我们的温度计精度不高,所以就需要测量5次,得到一组数据[x1,x2,x3,x4,x5],假设温度的真实值是x,数据与真实值的误差 e=x-xi 那么均方误差MSE= 总的来说,均方差是数据序列与均值的关系,而均方误差是数据序列与真实值之间的关系,所以我们只需要搞清楚真实值和均值之间的关系就行了。

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