方差標(biāo)準(zhǔn)差均方差均方誤差的區(qū)別

1.?方差的目的是衡量一組數(shù)據(jù)離散程度的度量。

概率論中定義:在概率分布中咐蚯,設(shè)X是一個(gè)離散型隨機(jī)變量童漩,若E((X-E(X))^2)存在,則稱(chēng)E((X-E(X))^2)為X的方差春锋,記為D(X)矫膨,E(X)為隨機(jī)變量X的期望(定義:離散型E(X)=\sum_{k=1}^\propto x_{k}p_{k}

但是在現(xiàn)實(shí)世界計(jì)算E(X)中,因?yàn)閄的值太多期奔,計(jì)算E(X)不太可能侧馅,使用采樣方式,即統(tǒng)計(jì)學(xué)如何定義方差呐萌。

統(tǒng)計(jì)學(xué)中的定義是\sigma ^2=\frac{\Sigma (X-\mu )^2  }{N} ,?\sigma ^2為總體或者樣本方差馁痴,\mu 為總體或者樣本均值,X為變量肺孤,N為總體例數(shù)或者樣本數(shù)弥搞。

2. 標(biāo)準(zhǔn)差:標(biāo)準(zhǔn)差是方差的平方根,又稱(chēng)均方差。

概率論中的標(biāo)準(zhǔn)差公式:\sqrt{D(X)}

統(tǒng)計(jì)學(xué)中的標(biāo)準(zhǔn)差公式:\sqrt{\frac{\Sigma (X-\mu )^2  }{N} }

方差與我們要處理的數(shù)據(jù)的量綱是不一致的渠旁,雖然能很好的描述數(shù)據(jù)與均值的偏離程度攀例,但是處理結(jié)果是不符合我們的直觀思維。舉個(gè)例子:一個(gè)班級(jí)里有60個(gè)學(xué)生顾腊,平均成績(jī)是70分粤铭,標(biāo)準(zhǔn)差是9,方差是81杂靶,假設(shè)成績(jī)服從正態(tài)分布梆惯,那么我們通過(guò)方差不能直觀的確定班級(jí)學(xué)生與均值到底偏離了多少分,通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)差我們就很直觀的得到學(xué)生成績(jī)分布在[61,79]范圍的概率為68%吗垮,即約等于下圖中的34.2%*2:


\mu 為均值垛吗,\sigma 為標(biāo)準(zhǔn)差

標(biāo)準(zhǔn)差和均值的量綱即單位是一致的,在描述一個(gè)波動(dòng)范圍時(shí)標(biāo)準(zhǔn)差比方差更方便烁登。

3. 均方誤差(mean-square error, MSE):各數(shù)據(jù)偏離真實(shí)值差值的平方和 的平均數(shù)怯屉。

維基百科中定義的公式如下:

MSE =?\frac{1}{n} \sum_{i=1}^n (\hat{y} _{i} - y_{i} )^2

y_{i} 為真實(shí)值,\hat{y} _{i} 為預(yù)測(cè)值或者估計(jì)值


MSE理解

在回歸問(wèn)題中饵沧,MSE可以不除以n锨络,但是需要在迭代w和b的時(shí)候,梯度除以n狼牺,或者學(xué)習(xí)率除以n都可以羡儿。

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