一.方差的概念与计算公式 例1 两人的5次测验成绩如下: x: 50,100,100,60,50 e(x )=72; y: 73, 70, 75,72,70 e(y )=72。 平均成绩相同,但x 不稳定,对平均值的偏离大。 方差描述随机变量对于数学期望的偏离程度。 单个偏离是 消除符号影响 方差即偏离平方的均值,记为d(x ): 直接计算公式分离散型和连续型,具体为: 这里 是一个数。推导另一种计算公式 得到:“方差等于平方的均值减去均值的平方”。 其中,分别为离散型和连续型计算公式。 称为标准差或均方差,方差描述波动 二.方差的性质 1.设c为常数,则d(c) = 0(常数无波动); 2. d(cx )=c2 d(x ) (常数平方提取); 证: 特别地 d(-x ) = d(x ), d(-2x ) = 4d(x )(方差无负值) 3.若x 、y 相互独立,则 证:记 则 前面两项恰为 d(x )和d(y ),第三项展开后为 当x、y 相互独立时, , 故第三项为零。 特别地 独立前提的逐项求和,可推广到有限项。 方差公式: 平均数:m=(x1 x2 x3 … xn)/n (n表示这组数据个数,x1、x2、x3……xn表示这组数据具体数值) 方差公式:s²=〈(m-x1)² (m-x2)² (m-x3)² … (m-xn)²〉╱n 三.常用分布的方差 1.两点分布 2.二项分布 x ~ b ( n, p ) 引入随机变量 xi (第i次试验中a 出现的次数,服从两点分布), 3.泊松分布(推导略) 4.均匀分布 另一计算过程为 5.指数分布(推导略) 6.正态分布(推导略) 7.t分布 :其中x~t(n),e(x)=0;d(x)=n/(n-2); 8.f分布:其中x~f(m,n),e(x)=n/(n-2); 正态分布的后一参数反映它与均值 的偏离程度,即波动程度(随机波动),这与图形的特征是相符的。 例2 求上节例2的方差。 解 根据上节例2给出的分布律,计算得到 工人乙废品数少,波动也小,稳定性好。 方差的定义: 设一组数据x1,x2,x3······xn中,各组数据与它们的平均数x(拔)的差的平方分别是(x1-x拔)²,(x2-x拔)²······(xn-x拔)²,那么我们用他们的平均数s2=1/n【(x1-x拔)² (x2-x拔)² ·····(xn-x拔)²】来衡量这组数据的波动大小,并把它叫做这组数据的方差。 |