數學
高中
已解決

請問這裡的運算式要怎麼解釋,為什麼只從母體資料中抽出一部分代表性樣本,樣本標準差公式中的n就要-1。是標準差數學公式的其中一種變化嗎?

二、平均值與標準差 1. 平均值 假定某一物理量x的多次測量值為x1、x、.…、x,則該物理量x的平均值為 x+y+⋯+xm n x= 0 = 2. 標準差 (1)高一數學曾學過,如果可以得到母體資料 x1、x、…、x,其標準差定義為 n (x₁−x)²+(x₂−x)²+···+ (x₂−x)² = √/ 1 - ² (x₁ - x)² o n i=1 FIMERA S= TSA 99A EGUNE 式中標準差(讀作sigma)稱為母體標準差。標準差用以表示測量值之間的離散程度, 標準差愈小表示離散程度愈小;標準差愈大表示離散程度愈大。 (2)研究上為了節省時間與經費,在實驗室的狀況通常只是取得代表性樣本x、x、…… x,而不是母體資料。經由統計上的計算,上式需修正為 n (x-x)+(一)...+(x-x)2 = √ √2/1²-17$ ( x₁ - x) ² (-1 上式的s稱為樣本標準差。當樣本個數n愈大時,s與o會愈趨近於相等。
3. 實例說明 情境 分數 平均值 差值平方 X₁ X 45 50 #1 #2 #3 #4 #5 65 #6 70 #7 55 60 某小型學校全班7位同學的物理成績 母體標準差。 (x-x)〕(取小數點後2位) 225 75 60 100 25 0 25 100 225 0= 7 =10.00 (x-x)} 物理老師為研究龍騰高中的物理學習狀況, 隨機抽測7位學生所得的物理成績 分數 平均值 差值平方 X1 X 45 50 55 60 65 70 75 樣本標準差。 (x-x)〕(取小數點後2位) 225 100 25 0 25 100 225 60 S= 1 A 7 = 10.80 7 [(x-x)} i=1
不準確度 標準差 隨機抽樣 母體標準差 樣本標準差

解答

✨ 最佳解答 ✨

首先需要理解母體與樣本的差異
母體的意思指全部範圍
但對於物理上做實驗不可能全部都做
一定會挑特定值做實驗 取有代表性的數據做分析
所以這是稱這種部分的資料叫做樣本

可以先理解成除以n-1是為了避免低估隨機取樣資料的變異數
想像分母除以了一個比較n小的數n-1
數值上就變大了
只取特定的資料的差異程度一定比取全部資料的差異程度來的大或相等吧

好的那你一定會想問為什麼是n-1不是n-2 n-3 n-?
或是有其他形式嗎 答案是有的我查到很多資料
但我看不懂我只講我能看懂的部分

假設抽取的資料是隨機分佈的
意思即抽取的偏差值也是隨機的
就像是物理氣體動力學講的 Vx的平均=0
隨機抽取的資料偏差平均也是0
所以隨機抽取資料的平均值應該跟母體平均值一樣
這時你取得第一筆資料是隨機
第二筆也是隨機的
第三同理
直到第n筆因為建立在平均值固定的情況下
最後一本資料一定是一個固定值
樣本變異數除以的n-1的1就是指他的最後一筆被限制住
所以他的變異數只能透過n-1筆資料來決定而不是n

總結一下
實驗做得資料應該稱為樣本而不是母體
希望能透過分析樣本推出母體
因為要符合對於樣本平均值等於母體平均值的需求
最後一項數據是被限制住的
能決定變異數的資料自然就減少成n-1
其實我是理解成除以n-1的變異數比較大嘛
所以比較保守就好了
至於會不會高估呢 額 你可以真的取樣看看
就會發現真實取樣真的跟除以n-1算出來的比較近
應該 照他的理論

好的希望對你有幫助 如果有錯還請多多包含
我只是高中生而已

FuTony

你說的很好。
我之後又去查了很多資料,發現這與貝賽爾校正及卡方分布有關。我有找到一篇解釋的很好的文章。

https://www.zhihu.com/question/20099757/answer/658048814?utm_id=0

簡單來說,問題不是出在樣本,而是平均值讓樣本的獨立性或自由度減少了1,導致了樣本出現了偏差。

假設X,Y兩樣本是獨立的,兩者沒有關係。如果我告訴你X=10,你永遠也不會知道Y=多少,因為兩者沒關係。
但如我我告訴你這兩數的平均值,那你就可以推算Y值。這會使得兩者的獨立性減少,因此在數學上必須把這個偏差盡可能的減小,這裡就必須-1。

FuTony

FuTony

FuTony

FuTony

參考資料

https://www.zhihu.com/question/20099757/answer/658048814?utm_id=0

https://en.wikipedia.org/wiki/Bessel%27s_correction

https://en.wikipedia.org/wiki/Mean_squared_error

https://en.wikipedia.org/wiki/Errors_and_residuals

https://en.wikipedia.org/wiki/Bessel%27s_correction

https://en.wikipedia.org/wiki/Degrees_of_freedom_(statistics)

https://en.wikipedia.org/wiki/Chi-squared_distribution

我有個問題你是大學生嗎

FuTony

我高中剛畢業,但還沒有大學,正在準備分科

那你是不是有點太閒了

啊有考生物嗎

FuTony

有啊

好吧還以為是未來的同學

FuTony

我只是想表達我沒考生物而已

FuTony

其實我會比較想去電機及物理等二類的科系,考生物只是多了一個機會而已。

那期待我們大學見

留言
PromotionBanner
您的問題解決了嗎?