標準差計算機
每行輸入一個數字,即可得到變異數與標準差。會同時顯示母體(除以 n)與樣本(除以 n − 1)兩種版本。
變異數與標準差的計算方式
- 離均差平方和 = (各數值 − 平均數)² 的總和
- 母體變異數 = 離均差平方和 ÷ n(當您擁有想了解的群體中的每一個值時使用)
- 樣本變異數 = 離均差平方和 ÷ (n − 1)(當您的資料是用來估計較大群體分散程度的樣本時使用)
- 母體標準差 = √(母體變異數),樣本標準差 = √(樣本變異數)
變異數與標準差都用來描述資料的分散程度。標準差是變異數的平方根,因此與資料的單位相同。
該用母體還是樣本?
- 母體:您想描述的整個群體(例如,一個班級所有學生的考試成績)。除以 n。
- 樣本:較大群體中的一部分(例如,從一個國家抽出的 100 個人)。用樣本來估計整個群體的分散程度時,請除以 n − 1(這樣得到的是不偏估計,也稱為貝塞爾校正)。
如果不確定,您的資料通常是樣本,因此一般會選樣本版本(n − 1)。資料很多時,兩個值會很接近。
Excel 中的名稱
| 此處顯示 | 除以 | Excel 函數 |
|---|---|---|
| 母體變異數 | n | VAR.P |
| 樣本變異數 | n − 1 | VAR.S |
| 母體標準差 | n | STDEV.P |
| 樣本標準差 | n − 1 | STDEV.S |
有些教科書會把「樣本變異數」一詞用於除以 n 的版本,因此請確認您的課程或軟體所採用的定義。為避免混淆,本計算機會在每個結果上標示其除數(n 或 n − 1)。
範例
- **2、4、4、4、5、5、7、9:**n = 8,平均數 5,離均差平方和 32。母體變異數 4,母體標準差 2(精確值)。樣本變異數 32/7 ≈ 4.571429,樣本標準差 ≈ 2.13809。
- **1、2、3、4、5:**平均數 3,離均差平方和 10。母體變異數 2,母體標準差 ≈ 1.414214。樣本變異數 2.5,樣本標準差 ≈ 1.581139。
注意事項
- 只有 1 個值時,母體變異數與標準差為 0。樣本變異數與樣本標準差需要除以 n − 1 = 0,因此顯示為「無法計算」。請輸入 2 個以上的值。
- 如果所有數值都相同,變異數與標準差皆為 0。
- 變異數以精確的分數計算。標準差是近似到小數點後 40 位的平方根,並以 7 位有效數字顯示。當平方根是精確的(完全平方數)時,會標示為「精確值」,否則標示為「四捨五入值」。
- 您可以輸入 1 到 1,000 個數字。每個數字小數點前最多 12 位,小數最多 6 位。
- 若要求平均數、中位數與全距,請使用平均數與中位數計算機。
常見問題
應該用母體標準差還是樣本標準差?
當您的資料是所描述群體的全部時,使用母體版本;當資料只是較大群體的一部分時,使用樣本版本。如果不確定,一般會選樣本版本(n − 1)。
標準差什麼時候是 0?
當所有數值都相同時。沒有分散程度,因此標準差為 0。
為什麼標準差顯示為「四捨五入值」?
變異數的平方根通常不會剛好在某一位小數結束。它被近似到小數點後 40 位,遠比顯示的 7 位有效數字精確。
為什麼不接受 1,000?
後面沒有空白的逗號,可能是千位分隔符號(1,000 = 1000),也可能是兩個數字之間的分隔符號(1 與 000),有些國家也把它當作小數逗號。計算機不做猜測,而是請您寫成 1000,或把每個數字放在獨立的一行。