方差與標準差計算器

輸入一組數據,快速計算它們的方差與標準差。

方差與標準差計算

方差

標準差

如何計算方差與標準差

方差和標準差是描述數據分散程度的重要指標,它們可以幫助我們理解數據與均值的偏離程度。下面是計算方差和標準差的步驟:

方差計算

方差(Variance)是每個數據點與均值之間差異的平方的平均值。公式如下: \( \text{方差} \ (\sigma^2) = \frac{1}{n} \sum_{i=1}^{n} (x_i - \bar{x})^2 \) 其中:

  • \( n \) 是數據的個數。
  • \( x_i \) 是第 \( i \) 個數據點。
  • \( \bar{x} \) 是數據的均值。
  • \( (x_i - \bar{x})^2 \) 是第 \( i \) 個數據點與均值的差的平方。

標準差計算

標準差(Standard Deviation)是方差的平方根,公式如下: \( \text{標準差} \ (\sigma) = \sqrt{\text{方差}} = \sqrt{\frac{1}{n} \sum_{i=1}^{n} (x_i - \bar{x})^2} \)

計算步驟

  1. 計算均值:首先計算數據的均值 \( \bar{x} \),公式為: \( \bar{x} = \frac{1}{n} \sum_{i=1}^{n} x_i \)
  2. 計算平方:計算每個數據點與均值的差的平方。 \( (x_i - \bar{x})^2 \)
  3. 計算方差:將所有差的平方求和並除以數據的個數。
  4. 計算標準差:對方差取平方根,得到標準差。

示例:給定一組數據:\( [ 3, 5, 6, 8, 9, 5] \),計算它們的方差與標準差。

解答:

1. 計算均值:

\( \bar{x} = \frac{3 + 5 + 6 + 8 + 9 + 5}{6} = \frac{36}{6} = 6 \)

2. 計算每個數據點與均值的差的平方:

\( (3 - 6)^2 = 9 \)

\( (5 - 6)^2 = 1 \)

\( (6 - 6)^2 = 0 \)

\( (8 - 6)^2 = 4 \)

\( (9 - 6)^2 = 9 \)

\( (5 - 6)^2 = 1 \)

3. 計算方差:

\( \text{方差} = \frac{9 + 1 + 0 + 4 + 9 + 1}{6} = \frac{24}{6} = 4 \)

4. 計算標準差:

\( \text{標準差} = \sqrt{4} = 2 \)

結果:這組數據的方差為 4,標準差約為 2。