標(biāo)準(zhǔn)誤差(Standard Error历等,SE)是描述統(tǒng)計(jì)量(例如樣本均值)抽樣分布標(biāo)準(zhǔn)差的度量还最。其中倍啥,樣本均值的標(biāo)準(zhǔn)誤是最常見(jiàn)的一個(gè)類(lèi)型粗截。其推導(dǎo)過(guò)程基于概率論和統(tǒng)計(jì)學(xué)中的若干概念。
一乱陡、樣本均值的標(biāo)準(zhǔn)誤推導(dǎo)過(guò)程:
首先浇揩,假設(shè)有一個(gè)總體,其均值為 ( μ) 憨颠,標(biāo)準(zhǔn)差為 (σ) 胳徽。你從這個(gè)總體中隨機(jī)抽取了 ( n ) 個(gè)樣本,得到了樣本均值 ( Xˉ )。
樣本均值(Sample Mean)(Xˉ ) 定義為所有樣本值的總和除以樣本數(shù)量膜廊,即:
現(xiàn)在,我們希望求解 (Xˉ) 的標(biāo)準(zhǔn)差淫茵,即 (Xˉ) 的抽樣分布的標(biāo)準(zhǔn)差爪瓜。推導(dǎo)過(guò)程如下:
1、將上面公式代入Var(Xˉ)中的Xˉ:
2匙瘪、根據(jù)方差的性質(zhì)铆铆,如果隨機(jī)變量X和Y獨(dú)立,則他們的方差可加:
由于總體中每個(gè)Xi都是獨(dú)立的丹喻,所以Var和連加符號(hào)可以交換位置薄货,如下:
3、由于n為常數(shù)碍论,所以:
4谅猾、此時(shí),Var(Xi)鳍悠,就是總體方差税娜,因此等量代換得:
5、經(jīng)過(guò)整理:
最終推導(dǎo)出:
樣本均值的標(biāo)準(zhǔn)差即為:
樣本均值的標(biāo)準(zhǔn)差即為我們所說(shuō)的標(biāo)準(zhǔn)誤:
二藏研、關(guān)鍵假設(shè):
以上推導(dǎo)基于兩個(gè)關(guān)鍵的假設(shè):
1敬矩、樣本是隨機(jī)的且是獨(dú)立同分布的:即每個(gè)樣本值 ( Xi ) 都是獨(dú)立抽取的,彼此之間沒(méi)有影響蠢挡,同時(shí)每個(gè)樣本值都來(lái)自于相同的總體分布弧岳。
2、總體標(biāo)準(zhǔn)差 ( σ ) 是已知的:在現(xiàn)實(shí)情況中业踏,我們經(jīng)常不知道總體標(biāo)準(zhǔn)差 ( σ ) 禽炬,而是使用樣本標(biāo)準(zhǔn)差 ( s ) 來(lái)估計(jì)。這樣得到的是樣本均值的一個(gè)估計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)誤差 ( \text{SE}{\text{estimated}}(\bar{X}) ):
以上就是樣本均值的標(biāo)準(zhǔn)誤的推導(dǎo)過(guò)程勤家。標(biāo)準(zhǔn)誤是統(tǒng)計(jì)學(xué)中重要的概念之一瞎抛,常用于構(gòu)建置信區(qū)間和執(zhí)行假設(shè)檢驗(yàn)。