平均值,中位數(shù)和模式之間的經(jīng)驗關(guān)系

在數(shù)據(jù)集中,有各種描述性統(tǒng)計數(shù)據(jù)。平均值,中位數(shù)和模式都給出了數(shù)據(jù)中心的度量,但是它們以不同的方式計算:

  • 通過將所有數(shù)據(jù)值加在一起,然后除以值的總數(shù)來計算平均值。
  • 通過按升序列出數(shù)據(jù)值,然后在列表中找到中間值來計算中位數(shù)。
  • 通過計算每個值發(fā)生多少次來計算模式。頻率**的值是模式。

從表面上看,這三個數(shù)字之間似乎沒有聯(lián)系。然而,事實證明,這些中心指標之間存在經(jīng)驗關(guān)系。

理論與經(jīng)驗

在我們繼續(xù)之前,重要的是要了解我們在提及經(jīng)驗關(guān)系時所說的內(nèi)容,并將其與理論研究進行對比。統(tǒng)計和其他知識領(lǐng)域的一些結(jié)果可以從理論上的一些先前的陳述中得出。我們從我們所知道的開始,然后使用邏輯,數(shù)學和演繹推理,看看這在哪里引導我們。結(jié)果是其他已知事實的直接后果。

與理論相比,是獲取知識的經(jīng)驗方式。我們可以觀察周圍的世界,而不是從已經(jīng)確立的原則推理。從這些觀察中,我們可以對我們所看到的進行解釋。大部分科學都是以這種方式完成的。實驗給了我們經(jīng)驗數(shù)據(jù)。然后目標是制定適合所有數(shù)據(jù)的解釋。

經(jīng)驗關(guān)系

在統(tǒng)計中,均值,中位數(shù)和模式之間存在經(jīng)驗關(guān)系。無數(shù)數(shù)據(jù)集的觀察表明,大多數(shù)時候平均值之間的差異模式是平均值和中位數(shù)之差的三倍。等式中的這種關(guān)系是:

平均模式=3(平均值-中位數(shù))。

示例

要了解上述與現(xiàn)實世界數(shù)據(jù)的關(guān)系,我們來看看2010年的美國州人口。以百萬計,人口為:加利福尼亞州-36.4,德克薩斯州-23.5,紐約-19.3,佛羅里達州-18.1,伊利諾伊州-12.8,賓夕法尼亞州-12.4,俄亥俄州-11.5,密歇根州-10.1,格魯吉亞-9.4,北卡羅來納州-8.9,新澤西州社區(qū)開展健康知識講座-8.7,弗吉尼亞州-7.6,馬薩諸塞州-6.4,華盛頓州-6.4,印第安納州-6.3,亞利桑那州-6.2,田納西州-6.0,密蘇里州-5.8,馬里蘭州-5.6,威斯康星州-5.6,明尼蘇達州-5.2,科羅拉多州-4.8,阿拉巴馬州-4.6,南卡羅來納州-4.3,路易斯安那州-4.3,肯塔基州-4.2,俄勒岡州-3.7,俄克拉荷馬州-3.6,康涅狄格州-3.5,愛荷華州-3.0,密西西比州-2.9,阿肯色州-2.8,堪薩斯州-2.8,猶他州-2.6,內(nèi)華達州-2.5,新墨西哥州-2.0,西弗吉尼亞州-1.8,內(nèi)布拉斯加州-1.8,愛達荷州-1.5,緬因州-1.3,新罕布什爾州-1.3,夏威夷-1.3,羅德島-1.1,蒙大拿州-.9,特拉華州-.9,南達科他州-.8,阿拉斯加-.7,北達科他州-.6,佛蒙特州-.6,懷俄明州-.5

平均人口為600萬。中位人口為425萬。該模式是130萬?,F(xiàn)在我們將計算出與上述差異:

  • 平均模式=600萬–130萬=470萬。
  • 3(平均中位數(shù))=3(600萬–425萬)=3(175萬)=525萬。

雖然這兩個差異數(shù)字不完全匹配,但它們彼此相對接近。

應(yīng)用程序

上述公式有幾個應(yīng)用程序。假設(shè)我們沒有數(shù)據(jù)值列表,但知道平均值,中位數(shù)或模式中的任何兩個。上述公式可用于估算第三個未知數(shù)量。

例如,如果我們知道我們的平均值是10,那么一個月de of 4,我們的數(shù)據(jù)集的中位數(shù)是多少?由于平均模式=3(平均值-中位數(shù)),我們可以說10-4=3(10中位數(shù))。通過一些代數(shù),我們看到2=(10中位數(shù)),因此我們數(shù)據(jù)的中位數(shù)為8。

上述公式的另一個應(yīng)用是計算偏度。由于偏度測量平均值和模式之間的差異,我們可以計算3(平均值-模式)。為了使這個數(shù)量無量綱,我們可以將其除以標準偏差,給出一種計算偏度的替代方法,而不是使用統(tǒng)計中的矩。

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注意事項

如上所述,以上不是確切的關(guān)系。相反,這是一個很好的經(jīng)驗法則,類似于范圍規(guī)則,它在標準偏差和范圍之間建立了近似的聯(lián)系。平均值,中位數(shù)和模式可能不完全符合上述經(jīng)驗關(guān)系,但很有可能它會相當接近。