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算術平均值

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算術平均值(參見英文arithmetic mean)係統計學上最常用嗰種平均值計法,指將手上嗰組數值冚唪唥加埋,再除以個樣本大細。呢組數值嚟自同一組數據,而佢哋之所以俾人擺埋一齊睇,好多時係因為佢哋嚟自同一場實驗或者研究[1][2]

原則上,算術平均值有別於第啲平均值計法,但係由於佢係最常用嗰種,所以啲人成日都當正算術平均值平均值同義詞

基礎

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内文:平均值

數學上,算術平均數可以用以下條式嚟定義[3]

呢度啲符號意思係:

  • xi:第 i 個觀察到嘅值;
  • n:總觀察數目;
  • :整體嘅算術平均數。

舉例說明,假設而家香港某間學校(牛頭角津貼中學,下簡稱牛津)中一級某班學生嘅身高(單位為 cm)分別係 150、155、160、165 同埋 170。噉:

因此,呢班學生嘅身高嘅算術平均數就係 160 cm 咁多。

算術平均嘅用途相當廣泛:喺描述統計學入便,算術平均係用嚟總結啲數據嘅集中趨勢嘅基本指標,方便統計師比較唔同組別或者唔同時間嘅數據;至於進階統計模型,諸如迴歸分析多層模型等,往往都會隱含噉考慮算術平均,用嚟解釋變數嘅變化同埋估計效應大細[1]

問題

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睇埋:中位數

算術平均數有個唔好處,就係容易受到極端數值影響。若果數據中有啲數值係同平均爭好遠嘅,就會將個算術平均拉到離平均好遠,最後得出嘅算術平均未必能夠準確代表大部分個案嘅實際水平[4]。相比之下,中位數(參照英文median)就冇咁易受極端數值影響,所以數據有極端值嗰陣,中位數可以用嚟做補充指標,例如假若統計師見到算術平均同中位數有明顯差異,就知道啲數據有景轟。

例子方面,用返牛津中一級某班學生嘅身高(以 cm 做單位):150、155、160、165 同 170。噉:

  • 算術平均:
  • 中位數:
    由於呢 5 個數字排好序之後,喺中間嗰個係 160,所以中位數亦等於 160。

如果加多一個極端數值,例如有位新學生,佢嘅身高係 200 cm,數據就變成 150、155、160、165、170、200。噉:

  • 算術平均:
  • 中位數:依家有 6 個數,噉中位數係中間兩個數字(160 同 165)嘅平均,即

由此可見,極端值令算術平均數明顯上升,由 160 提高到大約 166.7;但中位數只係由 160 升到 162.5,受影響程度明顯較低。

睇埋

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引咗

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  1. 1.0 1.1 Weisstein, Eric W. "Arithmetic Mean". mathworld.wolfram.com (英文). 喺2020-08-21搵到.
  2. Medhi, Jyotiprasad (1992). Statistical Methods: An Introductory Text. New Age International. pp. 53–58. ISBN 9788122404197.
  3. Jacobs, Harold R. (1994). Mathematics: A Human Endeavor (第Third版). W. H. Freeman. p. 547. ISBN 0-7167-2426-X.
  4. Arithmetic Average: When to Use It and When Not,佢哋呢度噉講:"When the data set contains extreme values which are unevenly distributed between the two tails of the data, aritmetic average becomes biased..."