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初中數(shù)學方差知識點

時間:2022-05-16 11:42:24 初中數(shù)學 我要投稿
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初中數(shù)學方差知識點

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初中數(shù)學方差知識點

  方差是實際值與期望值之差平方的期望值,而標準差是方差算術平方根。 在實際計算中,我們用以下公式計算方差。

  即s^2=(1/n)[(x1-x_)^2+(x2-x_)^2+...+(xn-x_)^2],其中,x_表示樣本的平均數(shù),n表示樣本的數(shù)量,xn表示個體,而s^2就表示方差。

  而當用(1/n)[(x1-x_)^2+(x2-x_)^2+...+(xn-x_)^2]作為樣本X的方差的估計時,發(fā)現(xiàn)其數(shù)學期望并不是X的方差,而是X方差的(n-1)/n倍,[1/(n-1)][(x1-x_)^2+(x2-x_)^2+...+(xn-x_)^2]的數(shù)學期望才是X的方差,用它作為X的方差的估計具有“無偏性”,所以我們總是用[1/(n-1)]∑(xi-X~)^2來估計X的方差,并且把它叫做“樣本方差”。

  方差,通俗點講,就是和中心偏離的程度!用來衡量一批數(shù)據(jù)的波動大小(即這批數(shù)據(jù)偏離平均數(shù)的大小)并把它叫做這組數(shù)據(jù)的方差。記作S。 在樣本容量相同的情況下,方差越大,說明數(shù)據(jù)的波動越大,越不穩(wěn)定。

  定義 設X是一個隨機變量,若E{[X-E(X)]^2}存在,則稱E{[X-E(X)]^2}為X的方差,記為D(X),Var(X)或DX。

  即D(X)=E{[X-E(X)]^2}稱為方差,而σ(X)=D(X)^0.5(與X有相同的量綱)稱為標準差(或均方差)。即用來衡量一組數(shù)據(jù)的離散程度的統(tǒng)計量。

  方差刻畫了隨機變量的取值對于其數(shù)學期望的離散程度。(標準差.方差越大,離散程度越大。否則,反之)

  若X的取值比較集中,則方差D(X)較小

  若X的取值比較分散,則方差D(X)較大。

  因此,D(X)是刻畫X取值分散程度的一個量,它是衡量X取值分散程度的一個尺度。

  計算

  由定義知,方差是隨機變量 X 的函數(shù)

  g(X)=∑[X-E(X)]^2 pi

  數(shù)學期望。即:

  由方差的定義可以得到以下常用計算公式:

  D(X)=∑xipi-E(x)

  D(X)=∑(xipi+E(X)pi-2xipiE(X))

  =∑xipi+∑E(X)pi-2E(X)∑xipi

  =∑xipi+E(X)-2E(X)

  =∑xipi-E(x)

  方差其實就是標準差的平方。

  幾個重要性質(zhì)

  (1)設c是常數(shù),則D(c)=0。

  (2)設X是隨機變量,c是常數(shù),則有D(cX)=(c^2)D(X)。

  (3)設 X 與 Y 是兩個隨機變量,則D(X+Y)= D(X)+D(Y)+2E{[X-E(X)][Y-E(Y)]}特別的,當X,Y是兩個相互獨立的隨機變量,上式中右邊第三項為0(常見協(xié)方差),則D(X+Y)=D(X)+D(Y)。此性質(zhì)可以推廣到有限多個相互獨立的隨機變量之和的情況。

  (4)D(X)=0的充分必要條件是X以概率為1取常數(shù)值c,即P{X=c}=1,其中E(X)=c。

  (5)D(aX+bY)=a^2DX+b^2DY+2abE{[X-E(X)][Y-E(Y)]}。

  很多時候我們分析的時候更多的使用的是標準差。

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