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计算器 · 数学

标准差计算器

计算样本或总体标准差,并列出每一步:平均值、每个离差及其平方、方差及其平方根。

查看公式
样本:s = √(Σ(x − x̄)² ÷ (n − 1)) · 总体:σ = √(Σ(x − x̄)² ÷ n)

输入

1, 2 3; 4.5 …

较大群体中的一部分,例如某市的 30 个人。现实中的数据大多是样本。

结果

结果将显示在这里

填写数字,结果会随输入即时更新。

使用方法

  1. 粘贴或输入数字,用逗号、空格或换行分隔。
  2. 如果这些数字是你想描述的更大群体中的一部分,选“样本”;如果它们就是整个群体,选“总体”。
  3. 先看标准差,再按计算过程逐步核对:平均值、每个数值的离差及其平方、平方和、方差以及它的平方根。

常见问题

该用样本标准差还是总体标准差?

数字来自一个更大的群体、你想估计这个群体的离散程度时,用样本标准差(除以 n − 1),比如问卷回答、几个班的成绩、一批产品的测量值。只有当这些数字就是你关心的群体的全部成员时,才用总体标准差(除以 n)。拿不准时就当作样本,电子表格的 STDEV.S 函数默认的也是这种情况。

为什么除以 n − 1 而不是 n?

因为离差是从样本自身的平均值量起的,而样本平均值比真正的总体平均值更靠近样本里的数值。这样算出的离差平方平均会偏小一点,改用 n − 1 代替 n(贝塞尔校正)就能消除方差的这种偏差。有 6 个数值时,方差会因此增大五分之一;有 1,000 个数值时,差别只有 0.1%。

方差和标准差有什么区别?

方差是离差平方的平均值,所以单位是原单位的平方,比如 cm²、kg²、分²。标准差是方差的平方根,单位回到数据本身的单位,所以人们通常报告的是标准差。以 4、8、15、16、23、42 为例,样本方差是 182,标准差约为 13.49。

“在 1 个标准差以内”和“在 2 个以内”说明什么?

说明你的数据中有多少个数值与平均值的距离不超过一个或两个标准差。对呈钟形的正态分布数据,约 68% 的数值落在一个标准差以内,95% 落在两个以内。如果数据偏斜或有离群值,你的计数可能与这些比例相差很远,这种差别本身就有参考价值。

标准误和变异系数是什么?

均值的标准误 s ÷ √n 表示样本平均值估计总体平均值的精确程度,样本越大它越小。变异系数用标准差除以平均值,把离散程度表示为平均值的百分比,因此可以比较量纲不同的数据。平均值为 0 时变异系数没有定义;数值可能为负时,它也不好解读。

示例

4、8、15、16、23、42 的样本标准差
约为 13.49。平均值是 18,离差平方之和为 910,910 ÷ (6 − 1) = 182 就是方差,它的平方根是 13.4907。
2、4、4、4、5、5、7、9 的总体标准差
正好是 2。平均值是 5,离差平方之和为 32,32 ÷ 8 = 4。如果把同样的数字当作样本,则得 32 ÷ 7 = 4.571,标准差约为 2.138。
4、8、15、16、23、42 中有几个数值在平均值 1 个标准差以内?
六个中有四个(67%):8、15、16、23 落在 4.51 到 31.49 之间,也就是 18 ± 13.49;4 和 42 在这个范围之外。

标准差计算器还是平均数计算器

两者都读取一组数字。这个页面把离散程度一步步算出来;平均数计算器则对整组数据做概括。

  • 平均数计算器 — 你想要一组数据的平均值、中位数、众数、极差和四分位数,并把两种标准差一起作为概括的一部分。
  • 百分比变化计算器 — 你要比较的是前后两个数值,而不是描述一组数据有多分散。