Чтобы понять, что такое дисперсия и стандартное отклонение, давайте рассмотрим данный ряд данных: \(1, 2, 4, 5, 7, 9\).
Шаг 1: Вычисление среднего
Сначала найдем среднее значение (математическое ожидание) нашего ряда данных.
\[ \text{Среднее} (\mu) = \frac{1 + 2 + 4 + 5 + 7 + 9}{6} \]
Считаем сумму:
\[ 1 + 2 + 4 + 5 + 7 + 9 = 28 \]
Теперь делим на количество элементов (в нашем случае 6):
\[ \mu = \frac{28}{6} \approx 4.67 \]
Шаг 2: Вычисление дисперсии
Дисперсия (обозначается как \(\sigma^2\)) показывает, насколько сильно значения отклоняются от среднего.
Чтобы вычислить дисперсию, используем следующую формулу:
\[ \sigma^2 = \frac{\sum (x_i - \mu)^2}{N} \]
где \(x_i\) — каждое из значений в выборке, \(N\) — общее количество значений. Подставим наши данные:
- Вычислим \( (x_i - \mu)^2 \) для каждого значения:
- Для \(1\): \((1 - 4.67)^2 = ( -3.67 )^2 \approx 13.51\)
- Для \(2\): \((2 - 4.67)^2 = ( -2.67 )^2 \approx 7.11\)
- Для \(4\): \((4 - 4.67)^2 = ( -0.67 )^2 \approx 0.45\)
- Для \(5\): \((5 - 4.67)^2 = (0.33)^2 \approx 0.11\)
- Для \(7\): \((7 - 4.67)^2 = (2.33)^2 \approx 5.43\)
- Для \(9\): \((9 - 4.67)^2 = (4.33)^2 \approx 18.75\)
Теперь сложим эти значения:
\[ 13.51 + 7.11 + 0.45 + 0.11 + 5.43 + 18.75 \approx 45.36 \]
Теперь делим эту сумму на количество элементов (6):
\[ \sigma^2 = \frac{45.36}{6} \approx 7.56 \]
Шаг 3: Вычисление стандартного отклонения
Стандартное отклонение (обозначается как \(\sigma\)) — это квадратный корень из дисперсии:
\[ \sigma = \sqrt{\sigma^2} = \sqrt{7.56} \approx 2.75 \]
Результат
- Среднее значение: \( \approx 4.67 \)
- Дисперсия: \( \approx 7.56 \)
- Стандартное отклонение: \( \approx 2.75 \)
Таким образом, мы можем сказать, что значения в данном ряду данных, в среднем, отклоняются от среднего значения на \( \approx 2.75 \) единиц, что дает представление о том, насколько разбросаны эти значения.