标准差计算器

Standard deviation

粘贴一组数值后,计算器将返回每个数值的均值、方差、标准差(样本数据s使用n−1作为分母,总体数据σ使用n作为分母)、变异系数及z值。此功能在需要了解数据围绕均值的离散程度时尤为实用——这是进行任何参数检验前的关键诊断步骤。

标准差如何计算

  1. 1

    粘贴您的数字

    用逗号、空格或换行符分隔。非数字项将被跳过。

  2. 2

    平均横线已计算完成

    总和除以计数。

  3. 3

    平方偏差被相加在一起。

    求和((x – x̄) ²)。

  4. 4

    除以并求根

    示例:除以(n−1),取 √. Population: divide by n,take √.

样本与总体——何时使用哪种

使用总体样本量(n/除数) 使用样本样本量(n−1/除数)
您拥有整个总体数据; 您从更大的总体中抽取了样本;
全员员工普查数据 从数千名客户中抽取的20位样本
特定实验过程中掷出的全部10个骰子结果 生产线上的测量数据

使用n−1除数(贝塞尔校正)可从样本数据中得出无偏的总体方差估计量;而采用n除数则会系统性地低估真实的总体方差。当样本量较大时,这种差异会逐渐缩小;但在小样本量情况下,该差异仍具有显著影响。

标准差的直观理解

若某组数据的均值为100、标准差(SD)为15,则(假设近似服从正态分布):

这就是所谓的68-95-99.7规则,亦称为经验法则。智商分数、人体身高以及许多自然测量值均严格遵循该规律。

变异系数

变异系数(CV)= 标准差(SD)/均值。这是一种无量纲的离散度指标,在比较具有不同均值的数据集间变异性时尤为实用。CV为0.1(10%)意味着标准差约为均值的10%;对于数值可能跨越零点的数据,该指标缺乏实际意义。

Z值

对于每个数值 x:z = (x − 均值) / 标准差。该值表示该数值位于均值上方或下方多少个标准差处。当 |z| > 2 时通常被视为异常值;而在正态分布数据中,|z| > 3 的情况极为罕见。

常见错误

常见问题

Excel提供两种函数: STDEV(用于样本,分母为n−1)和 STDEVP(用于总体,分母为n)。请确保选择与您所需的样本或总体假设相匹配的函数。

是的——标准差(SD)的计量单位与您的测量单位相同(厘米、美元、秒)。方差以平方单位表示,因此标准差更易于阅读。

样本标准差(SD)的定义适用于n≥2的情况。当样本量大致为n=30时,建议报告围绕该标准差的置信区间或采用稳健替代方法。

标准差(SD)仍可定义。对于比例为p的情况,SD = √(p × (1−p))。当样本中1的比例为60%时,无论观测值数量如何,SD均等于√(0.6 × 0.4) ≈ 0.49。