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标准差计算器
输入以逗号或空格分隔的数值,即可查看平均值、标准差和方差。
标准差衡量的是什么
标准差衡量的是数据集中的数值围绕平均值的离散程度。标准差小说明数值都聚集在平均值附近,标准差大说明数值分布得更分散。
总体还是样本,该用哪一个
如果你的数据集就是你关心的整个总体,也就是所有存在的数值,就使用总体标准差。如果你的数据集只是从更大的总体中抽取的一个样本,而你想据此对总体做出推断,就使用样本标准差。区别在于分母:总体除以n(数据个数),样本除以n−1,这样得到的值会略大一些,用来弥补只有样本数据带来的不确定性。
计算公式
σ = √(Σ(x − x̄)² / n)
s = √(Σ(x − x̄)² / (n−1))
x̄是平均值,x是每个单独的数值,n是数值的个数。两个公式都是先求每个数值与平均值之差的平方和,再对这个平均值取平方根。
逐步计算示例
对于数据集 2, 4, 4, 4, 5, 5, 7, 9(共8个数值),平均值是5。与平均值的差分别是 −3, −1, −1, −1, 0, 0, 2, 4,它们的平方是 9, 1, 1, 1, 0, 0, 4, 16,总和为32。总体标准差是 √(32/8) = √4 = 2。样本标准差是 √(32/7) ≈ 2.14。
与方差的关系
方差就是标准差的平方,也就是取平方根之前的那个和本身。在上面的例子中,总体方差是4(2的平方)。方差在统计计算中经常用到,但由于单位是平方形式,直接理解起来比较困难,所以通常标准差更直观、更适合展示。
常见问题
为什么样本标准差总是比总体标准差大?
因为样本是用总和除以n−1而不是n,除数变小结果就变大。这是为了弥补样本往往会低估整个总体真实离散程度的倾向。
什么样的输入格式是有效的?
用逗号或空格分隔输入数字,例如"2, 4, 6, 8"或"2 4 6 8"。两种格式都可以,甚至可以混合使用。
如果我只输入一个数字会怎样?
这个计算器至少需要两个数值。只有一个值时没有离散程度可以衡量,标准差(尤其是除以n−1的样本标准差)会变得无法定义。