方差(Variance)是描述一組數(shù)據離散程度的一個度量俺泣,數(shù)據越是離散的疗认,方差越大,反之越小伏钠。方差一定是正數(shù)横漏。方差經常用或Var(X)表示(注意用Var()表示的話,X需要大寫熟掂,表一個數(shù)據總體):
與總體的期望值類似绊茧,在實際研究中,我們不單要知道原始數(shù)據的方差打掘,還需要知道原始數(shù)據經過某種線性變換后的方差。因此鹏秋,我們需要知道下面幾個變換的結果是什么:
1.?
2.?
3.?
其中尊蚁,k和c為任意實數(shù)。
與數(shù)據線性變換后的期望值的幾個證明類似侣夷,下面的證明盡量使用“加權平均”的式子進行證明横朋,避免使用求和符號(Sigma notation),以區(qū)別于許多教科書直接用進行證明百拓,方便初學者理解琴锭。
關于第一個方差變換,因為每個數(shù)據都變成原來的k倍衙传,那么期望值(均值)也變成原來的k倍决帖,因為:
于是?
關于第二個方差變換絮供,我們先要了解照棋,數(shù)據總體增加常數(shù)c之后充石,期望值出現(xiàn)怎樣的變化。根據上一篇文章亚茬,有:
于是當所有數(shù)值都增加c后,方差有:
結合上面兩個結論粟瞬,并結合數(shù)據線性變換后的期望值:
第三個方差有:
綜上可得:
1.?
2.?
3.?