【频率分布直方图方差怎么求】在统计学中,频率分布直方图是一种常用的图形工具,用于展示数据的分布情况。当我们需要计算频率分布直方图中数据的方差时,通常不能直接使用原始数据进行计算,而是需要根据直方图的分组信息来估算方差。
以下是对“频率分布直方图方差怎么求”的总结与步骤说明,并附有表格形式的示例数据和计算过程。
一、频率分布直方图方差的计算方法
1. 确定组距和组中值
每个矩形的宽度代表一个组的区间(即组距),而矩形的中点位置为该组的组中值(或称组限中点)。
2. 计算每个组的频数
频率分布直方图中每个矩形的高度代表该组的频数(或频率)。
3. 计算平均数(均值)
使用组中值和频数计算加权平均数,公式如下:
$$
\bar{x} = \frac{\sum (f_i \cdot x_i)}{\sum f_i}
$$
其中,$ f_i $ 是第 $ i $ 组的频数,$ x_i $ 是第 $ i $ 组的组中值。
4. 计算方差
方差是各组数据与平均数的平方差的加权平均,公式如下:
$$
s^2 = \frac{\sum f_i (x_i - \bar{x})^2}{\sum f_i}
$$
二、示例:频率分布直方图方差计算
分组区间 | 组中值 $ x_i $ | 频数 $ f_i $ | $ f_i \cdot x_i $ | $ (x_i - \bar{x})^2 $ | $ f_i \cdot (x_i - \bar{x})^2 $ |
0–10 | 5 | 2 | 10 | 64 | 128 |
10–20 | 15 | 5 | 75 | 16 | 80 |
20–30 | 25 | 8 | 200 | 0 | 0 |
30–40 | 35 | 4 | 140 | 36 | 144 |
40–50 | 45 | 1 | 45 | 100 | 100 |
总频数:$ \sum f_i = 20 $
总加权和:$ \sum f_i \cdot x_i = 470 $
平均数:$ \bar{x} = \frac{470}{20} = 23.5 $
方差:$ s^2 = \frac{128 + 80 + 0 + 144 + 100}{20} = \frac{452}{20} = 22.6 $
三、总结
步骤 | 内容 |
1 | 确定分组区间和组中值 |
2 | 记录每组的频数 |
3 | 计算加权平均数(均值) |
4 | 计算每个组的(组中值 - 均值)² |
5 | 将每个组的平方差乘以频数,求和后除以总频数,得到方差 |
通过以上步骤,可以准确地从频率分布直方图中估算出数据的方差。这种方法适用于无法获取原始数据的情况,尤其在实际调查和统计分析中非常常见。
如需进一步了解标准差、方差与频率分布的关系,可参考相关统计学教材或数据分析教程。