计算方差通常遵循以下步骤:
计算平均值
将所有数据相加,然后除以数据的个数 \( n \)。
计算每个数据点与平均值的差值的平方
对每个数据点 \( x_i \),计算 \( (x_i - \text{平均值})^2 \)。
将所有差值的平方相加
将上一步中得到的每个平方差值累加,得到总和。
将总和除以数据点的数量
将平方差之和除以数据的个数 \( n \) 得到方差。对于样本方差,通常除以 \( n - 1 \) 以得到无偏估计。
示例计算
假设有一组数据:\[ X = \{2, 4, 4, 4, 5, 5, 7, 9\} \]
计算平均值
\[
\text{平均值} = \frac{2 + 4 + 4 + 4 + 5 + 5 + 7 + 9}{8} = \frac{40}{8} = 5
\]
计算每个数据点与平均值的差值的平方
\[
(2 - 5)^2 = 9, \quad (4 - 5)^2 = 1, \quad (4 - 5)^2 = 1, \quad (4 - 5)^2 = 1, \quad (5 - 5)^2 = 0, \quad (5 - 5)^2 = 0, \quad (7 - 5)^2 = 4, \quad (9 - 5)^2 = 16
\]
将所有差值的平方相加
\[
9 + 1 + 1 + 1 + 0 + 0 + 4 + 16 = 32
\]
将总和除以数据点的数量
\[
\text{方差} = \frac{32}{8} = 4
\]
因此,这组数据的方差是 4。
使用计算器计算方差
大多数科学计算器都有计算方差的内置功能。通常,你可以按照以下步骤操作:
1. 输入数据。
2. 按下“MODE”或“SET UP”键,选择“Statistics”或“Variance”模式。
3. 输入数据后,按下“AVERAGE”或“Mean”键计算平均值。
4. 再次按下“Variance”或“s²”键计算方差。
例如,在科学计算器上输入数据 2, 4, 4, 4, 5, 5, 7, 9,然后按下“MODE”键选择“Variance”模式,最后按下“=”键,计算器将显示方差结果 4。