方差(Variance)和标准差(Standard Deviation)是衡量一组数据离散程度的两个重要统计量。它们的计算公式如下:
方差(Variance)的计算公式
总体方差(Population Variance):
\[
s^2 = \frac{1}{N} \sum_{i=1}^{N} (x_i - \mu)^2
\]
其中,\( N \) 是数据点的数量,\( x_i \) 是每个数据点,\( \mu \) 是数据的平均值。
样本方差(Sample Variance):
\[
s^2 = \frac{1}{n-1} \sum_{i=1}^{n} (x_i - \bar{x})^2
\]
其中,\( n \) 是样本中数据点的数量,\( x_i \) 是每个数据点,\( \bar{x} \) 是样本的平均值。
标准差(Standard Deviation)的计算公式
总体标准差(Population Standard Deviation):
\[
\sigma = \sqrt{s^2} = \sqrt{\frac{1}{N} \sum_{i=1}^{N} (x_i - \mu)^2}
\]
样本标准差(Sample Standard Deviation):
\[
s = \sqrt{s^2} = \sqrt{\frac{1}{n-1} \sum_{i=1}^{n} (x_i - \bar{x})^2}
\]
建议
在实际应用中,如果数据量较大,通常使用样本方差和样本标准差来估计总体方差和总体标准差。
样本方差的计算中,分母为 \( n-1 \) 是为了获得一个无偏估计,即样本方差通常比总体方差小。
标准差是方差的平方根,用于衡量数据的离散程度,数值越大,数据的离散程度越高。