什么是方差:定义、公式以及如何计算它。

什么是方差
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方差是金融、工程和社会科学等各个领域的统计概念,表示与一组数据平均值的偏差。 因此,理解方差对于数据分析和明智决策至关重要。 本文将解释什么是方差及其公式,因为我们就像 如何计算它。

什么是方差?

方差是一种统计度量,表示数据集中数字之间的分布。 它测量集合中的每个数字与均值(平均值)的距离,从而测量与集合中每个其他数字的距离。 换句话说,方差衡量数据围绕样本均值的分散程度。 它的计算方法是:取数据集中每个数字与均值之间的差值,然后对差值进行平方以使它们为正值,然后将平方和除以数据集中值的数量。

方差有什么用?

方差s 用于金融和投资等各个领域,以评估风险、波动性和绩效。 一般来说,它用于以下用途:

#1. 测量扩散和分散

方差确定 数据集中的传播或分散程度。 它通常显示数据点之间存在的变异量。 如果更大的话 表示“更胖”的概率分布,这可能被解释为风险更大或波动更大。

#2. 评估风险和波动性

在金融和投资中,方差通常测量 资产风险和波动性。 因此,我投资者我们电子它到 将投资组合中不同资产的表现与平均值进行比较。 因此,通过计算单项资产的标准差和投资组合中证券的相关性,投资者可以评估其投资的风险和回报。

#3. 优化资产配置

差异 ,那恭喜你, 也用于金融领域来比较投资组合中每种资产的相对表现。 通过分析不同资产的差异,投资者可以 确定最佳资产配置策略以实现投资目标。

#4。 比较组间差异

在统计测试中,例如方差分析 (ANOVA)、方差分析 用于评估人群之间的群体差异。 这些检验使用样本方差来确定所比较的总体是否存在显着差异。

#5。 识别和分析业务差异

方差分析是商业中用于评估计划数字与实际数字之间差异的工具。 它有助于识别差异的原因,还可以用于监控费用、发现趋势并识别对公司成功的机会和威胁。

方差的限制

方差的限制cludes 执行以下操作:

  • 它增加了离群值的权重,这些离群值是远离平均值的数字。 因此,对这些数字进行平方可能会扭曲数据并影响方差解释。
  • 没有对因素进行详细分析的预算通常会导致预算松散,从而导致与实际数字的偏差。 时间因此,分析方差可能不是一项有用的活动。 
  • 方差本身不容易解释。 因此,它经常与标准差一起使用,标准差是方差的平方根。
  • 预算和财务绩效的方差分析面临时间差距,影响补救行动. 也, 它限制了 访问所有方差来源es 在会计数据中。

什么是统计方差?

在统计中,方差 是一个 指示数据集中数据点的分布或分散的测量。 它测量数据集中的每个数字与平均值的距离,从而测量与集合中每个其他数字的距离。 一般来说,v阿里安斯s ,那恭喜你, 通常用符号 σ² 表示, ,那恭喜你, 用于确定一段时间内投资回报的一致性、市场证券的波动性以及投资组合中的最佳资产配置。

方差有两种类型:总体方差和样本方差s

  • 人口差异:这是整个总体的方差。 它是通过取总体中所有数据点平均值的平方偏差的平均值来计算的。
  • 样本方差:这是总体子集或样本的方差。 它是通过取样本中数据点平均值的平均平方偏差来计算的。 It 用于估计总体方差s 因为通常不可能从整个人口中收集数据。

统计中方差的另一种说法是什么?

统计中方差的另一个词是“离散”。 差异 ,那恭喜你, 分散度的度量,通常衡量一组数字与其平均值的分散程度。 

使用哪些工具来分析统计方差?

方差分析中使用了多种工具和技术:

  • 方差分析(ANOVA): 方差分析是一种参数统计方法,用于比较数据集并分析自变量对因变量的影响。
  • 单向方差分析:用于搜索两个或多个自变量之间的统计显着差异。
  • 双向方差分析: 用于揭示两个自变量之间对一个因变量的潜在相互作用
  • 阶乘方差分析: 这通常涉及在两个层面评估两个或多个因素或变量。
  • T 检验和 F 检验: 用于分析方差分析检验的结果,以确定哪些变量具有统计显着性
  • 成本和进度差异:项目管理中常用的派生差异,用于分析计划成本与实际成本之间的差异 

为什么方差在统计中很重要?

方差是统计学中的一个重要概念,原因如下:

  • 分散度的测量:方差衡量数据集分散度,表明数据点偏离均值的程度,方差越高表示分散程度越大。
  • 准确度和精度:差异 ,那恭喜你, 对于准确的统计分析至关重要,提供对数据而不是单个值的全面理解。
  • 数据集对比: 方差分析比较数据集,确定较高或较低的变异性。 因此,有助于金融、经济和社会科学领域的决策。   
  • 评估群体差异:它使用样本方差评估群体或群体之间的差异,从而提供评估群体变异性的定量措施。   
  • 估计总体方差: 方差s 估计人口 差异 使用样本方差,在整个总体测量不切实际或不可能时提供无偏估计。

统计方差的例子是什么?

如何计算方差的示例如下:

根据数字数据集:5、7、9、11 和 13,计算数据集的平均值。  

平均值为 (5 + 7 + 9 + 11 + 13) / 5 = 9

计算每个数字与平均值的偏差:

偏差为 (5 – 9, 7 – 9, 9 – 9, 11 – 9, 13 – 9) = (-4, -2, 0, 2, 4)

对每个偏差进行平方:squared_deviations = (-4)^2, (-2)^2, 0^2, 2^2, 4^2 = (16, 4, 0, 4, 16)

通过偏差平方的平均值计算方差:方差 = (16 + 4 + 0 + 4 + 16) / 5 = 8。因此,数据集的方差为 8。

在统计检验中,方差S是 执行参数测试之前的一个重要考虑因素。 比较不同样本时,参数检验需要相同或相似的方差。 在这里,样本之间的不均匀方差可能会导致测试结果出现偏差和扭曲。 在这种情况下,非参数检验更合适。

方差公式是什么?

符号 σ^2 通常表示方差。 方差的公式取决于您使用的是总体还是样本:

总体方差 (σ²):

  • σ² = Σ (xi – μ)² / N

样本方差 (s²):

  • s² = Σ (xi – x̄)² / (n – 1)

其中:

xi:数据集中的每个值

μ:总体数据集中所有值的平均值

x̄:样本数据集中所有值的平均值

N:总体数据集中的值数量

n:样本数据集中的值数量。

如何计算方差

要计算数据集的方差,请按照下列步骤操作:

  • 计算数据集的平均值。
  • 从每个数据点中减去平均值并对结果进行平方。
  • 求平方差的平均值。
  • 对于样本,将差值平方和除以 (n – 1),其中 n 是样本中数据点的数量。 对于总体,除以 N,其中 N 是数据点的数量。

有关如何使用样本数据集计算方差的示例:

  • 计算数据集的平均值:(3 + 4 + 5 + 6) / 4 = 4.5
  • 从每个数据点减去平均值并对结果进行平方:(-1.5)^2 = 2.25、(-0.5)^2 = 0.25、(0.5)^2 = 0.25、(1.5)^2 = 2.25
  • 平方差之和:2.25 + 0.25 + 0.25 + 2.25 = 5
  • 将差平方和除以 (n – 1):5 / (4 – 1) = 5 / 3 = 1.6. 该样本数据集的方差为 1.67。

例子2

  • 示例数据集:[2]
  • 计算平均值:(2 + 4 + 6 + 8) / 4 = 5
  • 计算平方差:(2-5)² = 9、(4-5)² = 1、(6-5)² = 1、(8-5)² = 9
  • 平方差之和:9 + 1 + 1 + 9 = 20
  • 将总和除以 (n – 1):20 / (4 – 1) = 20 / 3 = 6.67. 该数据集的样本方差为 6.67。

方差属性

方差的性质包括:

  • 方差s ,那恭喜你, 非负: 差异 ,那恭喜你, 始终为负,因为平方偏差为正或零。 然而, i如果随机变量的方差为零,则意味着该变量几乎肯定是常数。
  • 常数的加法和乘法:关于位置参数的变化,方差是恒定的。 因此,差异依然存在 如果将常量添加到所有变量值,则不变。 与常数缩放所有值的方式类似,常数的平方也缩放方差。
  • 随机变量之和的方差: 两个或多个独立随机变量的总和等于它们的方差之和。 数学上,Var(X1 + X2 + … + Xn) = Var(X1) + Var(X2) + … + Var(Xn)。
  • 常数乘以随机变量的方差:如果常数乘以随机变量,则结果变量的方差等于常数的平方乘以原始变量的方差。 数学上,Var(aX) = a²Var(X),其中 a 是常数。

这些属性在分析和操作数据时非常有用。 例如,知道随机变量的总和等于它们的方差之和,我们就可以计算方差 多种资产的投资组合。

方差在金融和投资中有何用途?

差异 ,那恭喜你, 用于金融和投资的原因如下:

  • 风险评估:表示投资风险,方差较大s 表明波动较大并且可能偏离平均回报。 因此, 追求风险的投资者接受较大的差异 以获得更高的奖励。
  • 资产分配: 它帮助投资者确定投资组合中的最佳资产配置,通过包含多样化的资产来降低总体风险。

什么是方差与标准差?

方差和标准差都是统计学中用于确定数据集中数据分布的分散度量。 它们在金融、经济和投资等各个领域都很重要,有助于分析波动性和回报分布。 然而,主要区别在于标准差是用不同单位表示的方差的平方根。

方差是与平均值的平方差的平均值。 要计算方差,首先找到每个数据点与平均值之间的差,然后对这些差进行平方,最后求出这些平方差的平均值。 方差以平方单位或百分比表示,尤其是在金融领域。

标准差是一种统计测量方法,用于检查一组数字与平均值的差距。 它被计算为方差的平方根。 标准偏差以与原始值相同的单位表示(例如,分钟或米)。 总结起来, t标准差越高,数字组越分散,标准差越低,数字越接近平均值。

此外,标准差更直观、更容易理解,用与原始数据相同的单位表示,而方差S是 对于数学和统计测试很有用。 由于其更容易解释,标准差通常被首选作为变异性的度量,而方差提供了有关变异性的更多信息并用于进行统计推断。

参考资料

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