方差的计算公式

在概率论与统计学中,方差是衡量一组数据离其平均值的离散程度的统计量。方差的计算公式如下:

设 $X$ 是一个随机变量,$E(X)$ 表示 $X$ 的期望值,$n$ 表示样本量,则 $X$ 的方差为:

$$\operatorname{Var}(X) = \frac{1}{n}\sum_{i=1}^{n}(X_i - \overline{X})^2$$

其中,$X_1,X_2,...,X_n$ 为 $n$ 个样本数据,$\overline{X}$ 为这些数据的平均值,即:

$$\overline{X} = \frac{1}{n}\sum_{i=1}^{n}X_i$$

上述公式中的 $(X_i - \overline{X})$ 表示第 $i$ 个样本数据与平均值之间的差距,$(X_i - \overline{X})^2$ 表示差距的平方,$\sum_{i=1}^{n}(X_i - \overline{X})^2$ 表示所有数据的差距平方之和,$\frac{1}{n}\sum_{i=1}^{n}(X_i - \overline{X})^2$ 表示差距平方的平均值,即方差。

需要注意的是,方差的单位是数据的单位的平方,因此在实际应用中,常常使用标准差来代替方差来衡量数据的离散程度。标准差是方差的平方根,其计算公式为:

$$\sigma = \sqrt{\operatorname{Var}(X)}$$