17. 统计项目一览

对n个数据,以下说明各种不同的统计值的求法和概要。

统计项目 计算公式及说明

平均(算术平均数)
(Arithmetic Mean)

平均又叫做算术平均数,可用以下的公式求得。

通常,只说平均的情况,就表示算术平均数。需要注意的是在含有极端的异常值、分布失真的情况下代表性会变弱。

几何平均数(幾何平均)
(Geometric Mean)

几何平均数又叫几何平均,可用以下的公式求得。

在计算成长率和恶化率等“率”的平均时用到。需要注意的是无法处理负数。

调和平均数
(Harmonic Mean)

调和平均数可用以下的公式求得。

需要注意的是无法使用含有0的数据。

平方平均数
(RMS:Root MeanSquare)

平方平均数可用以下公式求得。

加权平均
(Weighted Mean)

 各数据 的权重为 的情况,加权平均可用以下的公式求得。

中位数(Median)

中位数是把各数据从小到大排列时在中央位置的值。数据的个数为偶数时,取离中央最近的两个数据的平均数。(中位数)是受异常值和分布失真的影响小的代表值。

众数( Mode)

众数是考虑各数据的频率分布的情况,频率最高(出现次数最多)的数据的值。

范围(Range)

范围是用数据的最大值中减去最小值的差,可用以下的公式求得。

是一个表示数据的分散程度的指标。

离均差
(Deviation from Mean)

用各数据减平均数的的差,可用以下的公式求得。

是表示各个数据与平均数距离多远的指标。

离均差平方和
(Sum of Squares)

是离均差的平方的总和,可用以下的公式求得。

是表示数据全体的分散程度的指标。由于各离均差有正负之分单纯求和会变成零,所以求平方之后和。

样本方差
(Sample Variance)
样本=总体时叫做方差
(Variance)

标本方差是用离均差平方和除以标本数n的值,可用以下的公式求得。

是一个表示数据全体的分散程度的2次方的指标。样本分散的“样本”表示对某个 总体进行抽样后对于样本(或标本)的方差。因此,在处理总体中全部数据的情况下(样本=总体),“样本”就不必要了。对于样本方差, 作为总体方差(Population Variance)的估计量(使用)下述的无偏方差更好。

样本标准差
(Sample StandardDeviation)
样本=总体时叫做标准差
(Standard Deviation)

样本标准差是取样本方差的平方根之后的值,可用以下的公式求得。

是一个表示数据全体的分散程度的指标。与样本方差一样,“样本”表示被(从总体中)抽样。作为总体标准差(Population Standard Deviation)的估计量(使用)下述的无偏标准差更好。

无偏方差
(Unbiased Variance)

无偏方差,是把偏差的平方和处以 得到的值,可用以下的公式求得。

  在此 被叫做自由度。是从进行总体方差估计时除以 的值作为估计量更好这一统计学理论得出的。

无偏标准差
(Unbiased StandardDeviation)

无偏标准差是无偏方差的平方根,可用以下的公式求得。

作为总体标准差的估计量,比样本标准差更好。

标准分数
(Standard Score)

某个数据X的标准分数可以用以下的公式求得。

标准分数,是表示数据在总体中占据的大体位置的无量纲量。数据与总体平均相等时作为50,与其(总体平均)偏离很大时的分散程度作为10。

正态分布
(Normal Distribution)

正态分布呈吊钟形状,作为偶然性支配现象的总体分布(的一种),最常被使用, 可以用以下的公式求得。

( μ表示平均,σ表示标准差)

正态分布用 N(μ, σ)表示。标准正态分布 N(0, 1)的计算值可以在添附的正态分布表中找出。

方差的加法定理
(Additivity of Variance)

  在变量 之间有

的关系,所有的 都是相互无关的独立变量的时候,作为方差的加法定理以下的公式成立。

据此,以下的公式也成立。

这表示在组合设计有独立的分散的数据时,在单纯将分散相加的最差状态设计法中过有多预计(分散)边缘的可能性。比如,把2个有相同离均差的部件组合后,(可知)标准差是单体的2的平方根倍(1.414倍),而不是单体的标准差的2倍。