均方差一般指标准差(Standard Deviation),它是衡量一组数据离散程度的统计量。计算步骤如下:
计算平均值:求出这组数据所有数值的总和,再除以数据的个数。假设有一组数据 x1,x2,...,xn,平均值 xˉ 的计算公式为 xˉ=nx1+x2+...+xn。
计算每个数据与平均值的差值:用每个数据 xi 减去平均值 xˉ,得到一系列差值 (x1−xˉ),(x2−xˉ),...,(xn−xˉ)。
计算差值的平方:将上述每个差值进行平方运算,得到 (x1−xˉ)2,(x2−xˉ)2,...,(xn−xˉ)2。
计算平方差的平均值:把所有平方差相加,再除以数据的个数 n,得到方差 S2,公式为 S2=n(x1−xˉ)2+(x2−xˉ)2+...+(xn−xˉ)2。
计算标准差:对方差 S2 取平方根,就得到标准差 S,即 S=n(x1−xˉ)2+(x2−xˉ)2+...+(xn−xˉ)2
。
例如,对于数据 2、4、6:
平均值 xˉ=32+4+6=4。
差值分别为 2−4=−2,4−4=0,6−4=2。
差值的平方分别为 (−2)2=4,02=0,22=4。
方差 S2=34+0+4=38≈2.67。
标准差 S=38
≈1.63 。
另外,在实际应用中,如果数据是样本数据(从总体中抽取的一部分数据),计算方差时分母通常用 n−1 代替 n,这样得到的是无偏估计的样本方差,进而得到样本标准差。此时样本标准差公式为 S=n−1(x1−xˉ)2+(x2−xˉ)2+...+(xn−xˉ)2
。