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樣本平均數與標準差

大二 · 機率統計

觀念

12345678910x̄ = 5−3−1−1+1+4s² = (9 + 1 + 1 + 1 + 16)/(5 − 1) = 7

描述統計的兩個基本量:樣本平均數 xˉ=1n∑xi\bar{x} = \frac{1}{n}\sum x_i 衡量中心,樣本變異數 s2=1n−1∑(xi−xˉ)2s^2 = \frac{1}{n-1}\sum(x_i - \bar{x})^2 衡量散布,開根號是樣本標準差 ss。

為什麼除以 n−1n-1 不是 nn?因為 xˉ\bar{x} 是從同一批資料估出來的,離均差平方和「偏小」;n−1n-1(自由度)修正後 s2s^2 才是母體變異數的不偏估計。中位數 (median) 排序取中間,對極端值不敏感,薪資、房價常用它而非平均。

算例:資料 2,4,4,6,92, 4, 4, 6, 9,xˉ=5\bar{x} = 5,離均差平方和 9+1+1+1+16=289+1+1+1+16 = 28,s2=7s^2 = 7。

xˉ\bar{x} 與 ss 是後面所有推論統計(信賴區間、tt 檢定)的輸入;知道它們的抽樣分布(CLT)才能從樣本說母體。

例題

樣本資料:19,3,9,419, 3, 9, 4,求中位數 (median)(填最簡分數)。

看解法與答案

中位數要先排序:3,4,9,193, 4, 9, 19。

個數 44 為偶數,取中間第 22、33 個的平均:4+92=132\dfrac{4 + 9}{2} = \frac{13}{2}。

答案: 132\frac{13}{2}

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