考研如何求方差

思维教育馆 · 2024-12-25 17:44:31

考研求方差的方法如下:

求样本的平均值

设样本数据为 $x_1, x_2, ldots, x_n$,则样本均值 $bar{x}$ 可以通过下式计算:

$$

bar{x} = frac{x_1 + x_2 + ldots + x_n}{n}

$$

计算每个数据与平均数的差值

对每个数据点 $x_i$,计算其与样本均值 $bar{x}$ 的差值:

$$

d_i = x_i - bar{x}

$$

求差值的平方

将每个差值 $d_i$ 求平方:

$$

d_i^2 = (x_i - bar{x})^2

$$

求平方和

将所有差值的平方求和:

$$

sum_{i=1}^{n} d_i^2 = (x_1 - bar{x})^2 + (x_2 - bar{x})^2 + ldots + (x_n - bar{x})^2

$$

计算方差

将平方和除以样本容量 $n$(在样本方差的情况下)或 $n-1$(在总体方差的情况下):

$$

s^2 = frac{1}{n} sum_{i=1}^{n} d_i^2 quad text{(样本方差)}

$$

$$

s^2 = frac{1}{n-1} sum_{i=1}^{n} d_i^2 quad text{(总体方差)}

$$

示例

假设有一组数据 $1, 2, 3, 4, 5$,计算其样本方差:

求平均值

$$

bar{x} = frac{1 + 2 + 3 + 4 + 5}{5} = 3

$$

计算差值

$$

d_1 = 1 - 3 = -2, quad d_2 = 2 - 3 = -1, quad d_3 = 3 - 3 = 0, quad d_4 = 4 - 3 = 1, quad d_5 = 5 - 3 = 2

$$

求平方和

$$

sum_{i=1}^{5} d_i^2 = (-2)^2 + (-1)^2 + 0^2 + 1^2 + 2^2 = 4 + 1 + 0 + 1 + 4 = 10

$$

计算方差

$$

s^2 = frac{1}{5} sum_{i=1}^{5} d_i^2 = frac{1}{5} times 10 = 2

$$

因此,这组数据的样本方差为 2。

建议

在实际计算中,建议先计算样本均值,再逐个计算每个数据点与均值的差值,并求平方和,最后除以样本容量 $n$ 得到样本方差。

如果需要计算总体方差,则将分母改为 $n-1$。

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