方差是衡量一组数据离散程度的统计量,其计算公式如下:
方差公式
方差(Variance) = [(每个数据值 - 平均数)的平方和] / (数据个数 - 1)
详细步骤
计算平均数:首先计算所有数据的平均值,记作 \( \mu \)。
计算每个数据与平均数的差:对于每个数据值 \( x_i \),计算其与平均数的差 \( x_i - \mu \)。
求差的平方:将每个差值平方,即 \( (x_i - \mu)^2 \)。
求平方和:将所有平方值相加,得到平方和 \( \sum_{i=1}^{n} (x_i - \mu)^2 \)。
计算方差:将平方和除以数据个数减1,即 \( \frac{\sum_{i=1}^{n} (x_i - \mu)^2}{n - 1} \)。
示例
假设有数据集 \( \{x_1, x_2, x_3, x_4, x_5\} \),其平均数为 \( \mu = 72 \),数据个数为 \( n = 5 \)。
计算平均数
\[
\mu = \frac{50 + 100 + 100 + 60 + 50}{5} = 72
\]
计算每个数据与平均数的差
\[
x_1 - \mu = 50 - 72 = -22
\]
\[
x_2 - \mu = 100 - 72 = 28
\]
\[
x_3 - \mu = 100 - 72 = 28
\]
\[
x_4 - \mu = 60 - 72 = -12
\]
\[
x_5 - \mu = 50 - 72 = -22
\]
求差的平方
\[
(-22)^2 = 484
\]
\[
28^2 = 784
\]
\[
28^2 = 784
\]
\[
(-12)^2 = 144
\]
\[
(-22)^2 = 484
\]
求平方和
\[
484 + 784 + 784 + 144 + 484 = 2680
\]
计算方差
\[
\text{方差} = \frac{2680}{5 - 1} = \frac{2680}{4} = 670
\]
因此,这组数据的方差为 670。
建议
在实际应用中,可以使用统计软件或电子表格工具来计算方差,以提高计算效率和准确性。