未分组数据的离散量度 · 中四

标准差到底告诉你什么?

标准差度量各数值平均离平均值有多远,单位与数据相同。标准差小,说明数值紧靠平均值;标准差大,说明数值分散得很开。

离平均值的典型距离

标准差记作 σ,是方差的平方根,而方差是每个数值到平均值的距离的平方的平均。正因为开了平方根,你可以把标准差大致理解为数值与平均值之间的典型间距。

若一组分数的平均值是 60、标准差是 5,多数分数都落在离 60 几分之内;标准差若是 25,则说明相反。

为什么它和数据同单位

方差算出来是平方单位,“分的平方”或“厘米²”,很难想象。开平方后答案回到原来的单位,所以 5 分的标准差可以直接和分数相比较。

这正是为什么人们想要一个能真正体会的分散量时,引用的是标准差而不是方差。

它没有告诉你什么

标准差讲的是分散,不是大小:标准差大说明数据分散,而不是说平均值高。它绝不会是负数,因为它来自距离的平方再开平方根。

而标准差等于 0 有确切含义,每个数值都相同,完全没有分散。

资料来源:DSKP KSSM Mathematics Form 4 and 5 (Versi English)

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常见问题

如果一组数据的标准差比另一组小,这代表什么?

标准差较小代表数值更集中一致,更靠近平均数;标准差较大则代表数值更分散或更不稳定。在SPM中,这是比较两组数据时的关键句型,说明哪一组更稳定一致,并解释原因。

标准差和方差之间有什么关系?

方差是各数值与平均数之差的平方的平均值,而标准差就是方差的平方根。平方运算会使单位消失,所以开平方根能把量数带回与原始数据相同的单位,这就是为什么描述离散程度时用的是标准差,而不是方差。

学生在写关于标准差的结论时常犯什么错误?

常见错误是只写出标准差的数值而没有说明其意义,例如只写“标准差 = 2.1”,而不是写“因为标准差 = 2.1 较小,所以数据更稳定一致”。另外要记住,标准差较小不代表“一定更好”,这要看题目问的是什么。

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