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如何计算标准离差

发布时间:2026-01-29 22:48:34来源:

如何计算标准离差】标准离差(Standard Deviation)是衡量一组数据与其平均值之间差异程度的统计指标。它广泛应用于金融、科学、工程等多个领域,用于评估数据的波动性或分散程度。标准离差越大,表示数据越分散;反之,标准离差越小,数据越集中。

一、标准离差的基本概念

标准离差是方差的平方根。计算标准离差需要以下几个步骤:

1. 求出数据集的平均值(均值)

2. 计算每个数据点与均值的差值的平方

3. 求这些平方差的平均值(即方差)

4. 对结果开平方,得到标准离差

二、标准离差的计算公式

- 样本标准离差(Sample Standard Deviation):

$$

s = \sqrt{\frac{1}{n-1} \sum_{i=1}^{n}(x_i - \bar{x})^2}

$$

- 总体标准离差(Population Standard Deviation):

$$

\sigma = \sqrt{\frac{1}{n} \sum_{i=1}^{n}(x_i - \mu)^2}

$$

其中:

- $ x_i $ 是数据集中的每一个数值

- $ \bar{x} $ 是样本均值

- $ \mu $ 是总体均值

- $ n $ 是数据个数

三、计算步骤示例

假设我们有以下数据集:

5, 7, 9, 11, 13

步骤1:计算平均值

$$

\bar{x} = \frac{5 + 7 + 9 + 11 + 13}{5} = \frac{45}{5} = 9

$$

步骤2:计算每个数据点与平均值的差的平方

数据点 $ x_i $ 与均值的差 $ x_i - \bar{x} $ 差值的平方 $ (x_i - \bar{x})^2 $
5 -4 16
7 -2 4
9 0 0
11 2 4
13 4 16

步骤3:求平方差的平均值(方差)

$$

s^2 = \frac{16 + 4 + 0 + 4 + 16}{5 - 1} = \frac{40}{4} = 10

$$

步骤4:计算标准离差

$$

s = \sqrt{10} \approx 3.16

$$

四、标准离差的意义

- 衡量数据波动性:标准离差越高,数据越不稳定。

- 用于风险评估:在金融中,常用来衡量投资回报的不确定性。

- 比较不同数据集:可以用来比较两个数据集的分布情况。

五、总结表

步骤 内容 说明
1 计算平均值 所有数据之和除以数据个数
2 计算每个数据点与平均值的差值的平方 表示偏离程度
3 求平方差的平均值(方差) 用于后续计算标准离差
4 开平方得到标准离差 标准离差是方差的平方根

通过以上步骤,你可以轻松地计算出一个数据集的标准离差。理解标准离差有助于更好地分析数据的分布特征和变化趋势。

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