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方差、标准差和标准误

一、方差(Variance)

(一)总体方差

\[\sigma^2=\dfrac {1}{N}\sum ^{N}_{i=1}\left( x_{i}-\mu \right) ^{2}\]

(二)样本方差

\[s^2=\dfrac {1}{N-1}\sum ^{N}_{i=1}\left( x_{i}-\overline {x}\right) ^{2}\]

二、标准差(Standard Deviation,SD)

(一)总体标准差

\[\sigma=\sqrt{\dfrac {1}{N}\sum ^{N}_{i=1}\left( x_{i}-\mu \right) ^{2}}\]

(二)样本标准差

\[s=\sqrt{\dfrac {1}{N-1}\sum ^{N}_{i=1}\left( x_{i}-\overline {x}\right) ^{2}}\]

三、标准误(Standard Error,SE)

(一)标准误和标准差的联系

  1. 标准误也是标准差。

(二)标准误和标准差的区别

  1. 标准差是衡量某一次抽样得到的一个(样本量为N的)样本里所有个体之间的区别。
  2. 标准误是衡量多次抽样得到的很多(样本量均为N的)样本(各自的平均值或其他统计量)之间的区别。
    • 标准误衡量的是抽样分布的离散度,比如样本均值的标准误(standard error of sample mean),衡量的就是样本均值的离散度。

(三)计算公式

  1. 样本均值的标准误 \[SEM(S_{\overline {x}}) = \dfrac {s}{\sqrt {N}}\]
  2. 样本均值之差的标准误 \[\sqrt {\dfrac {S^{2}_{A}}{n_{A}}}+\sqrt {\dfrac {S^{2}_{B}}{n_{B}}}\]