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总体方差公式推导(样本方差计算公式推导)

总体方差公式推导(样本方差计算公式推导)

更新时间:2025-06-13 07:20:35

总体方差公式推导

            总体方差公式为:

σ^2 = Σ(xi-μ)^2 / N

其中,σ表示总体方差,xi表示所有数据,μ表示总体均数,N表示全部数据。

该公式可以通过以下步骤进行推导:

对于样本方差的计算公式为:

样本方差 = Σ(xi-μ)^2

对于总体方差的计算公式为:

总体方差 = Σ(xi-μ)^2 / N

根据样本方差的计算公式,可以得到总体方差的计算公式:

总体方差 = Σ(xi-μ)^2 / (n-1)

其中,n表示样本大小。

总体方差的计算公式是统计学中常用的一种计算方差的方法,它可以用于推算总体均数的置信区间,也可以用于分析数据的离散程度。

回答如下:总体方差公式推导如下:

设总体中有 $N$ 个个体,第 $i$ 个个体的取值为 $x_i$,总体均值为 $mu$。

总体方差为每个个体与均值的差的平方和的平均值,即:

$$ sigma^2 = frac{1}{N}sum_{i=1}^{N}(x_i - mu)^2 $$

将 $mu$ 用总体的平均值 $overline{x}$ 替代,得到:

$$ sigma^2 = frac{1}{N}sum_{i=1}^{N}(x_i - overline{x} + overline{x} - mu)^2 $$

展开平方,得到:

$$ sigma^2 = frac{1}{N}sum_{i=1}^{N}(x_i - overline{x})^2 + 2frac{1}{N}sum_{i=1}^{N}(x_i - overline{x})(overline{x} - mu) + frac{1}{N}sum_{i=1}^{N}(overline{x} - mu)^2 $$

第一项为样本方差,第三项为常数,可以忽略。

因为 $overline{x}$ 是总体均值的无偏估计,所以 $frac{1}{N}sum_{i=1}^{N}(x_i - overline{x}) = 0$。

因此,上式可化简为:

$$ sigma^2 = frac{1}{N}sum_{i=1}^{N}(x_i - overline{x})^2 $$

即总体方差公式。

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