Variantie en standaarddeviatie zijn twee nauw verwante variatiematen die u veel zult horen in studies, tijdschriften of statistieklessen. Het zijn twee fundamentele en fundamentele begrippen in de statistiek die begrepen moeten worden om de meeste andere statistische begrippen of procedures te begrijpen. Hieronder bekijken we wat ze zijn en hoe u de variantie en standaarddeviatie kunt vinden.
Belangrijkste punten: variantie en standaarddeviatie
- De variantie en standaarddeviatie laten zien hoeveel de scores in een verdeling afwijken van het gemiddelde.
- De standaarddeviatie is de vierkantswortel van de variantie.
- Voor kleine datasets kan de variantie met de hand worden berekend, maar statistische programma's kunnen worden gebruikt voor grotere datasets.
Definitie
Variantie en standaarddeviatie zijn per definitie beide maatstaven voor variatie variabelen voor de intervalverhouding. Ze beschrijven hoeveel variatie of diversiteit er is in een distributie. Beide variantie en standaarddeviatie verhogen of verlagen op basis van hoe dicht de scores rond het gemiddelde liggen.
Variantie wordt gedefinieerd als het gemiddelde van de gekwadrateerde afwijkingen van het gemiddelde. Om de variantie te berekenen, trekt u eerst het gemiddelde van elk getal af en kwadrateert u vervolgens de resultaten om de gekwadrateerde verschillen te vinden. Je vindt dan het gemiddelde van die gekwadrateerde verschillen. Het resultaat is de variantie.
De standaarddeviatie is een maat voor hoe gespreid de nummers in een distributie zijn. Het geeft aan hoeveel gemiddeld elk van de waarden in de verdeling afwijkt van het gemiddelde of midden van de verdeling. Het wordt berekend door de vierkantswortel van de variantie te nemen.
Een conceptueel voorbeeld
De variantie en standaarddeviatie zijn belangrijk omdat ze ons dingen vertellen over de dataset die we niet kunnen leren door alleen naar de gemiddeld of gemiddeld. Stel je bijvoorbeeld voor dat je drie jongere broers en zussen hebt: een broer of zus van 13 en een tweeling van 10. In dit geval is de gemiddelde leeftijd van uw broers en zussen 11. Stel je nu voor dat je drie broers en zussen hebt van 17, 12 en 4 jaar. In dit geval zou de gemiddelde leeftijd van uw broers en zussen nog steeds 11 zijn, maar de variantie en de standaarddeviatie zouden groter zijn.
Een kwantitatief voorbeeld
Stel dat we de variantie en standaarddeviatie van de leeftijd willen vinden onder uw groep van vijf goede vrienden. De leeftijden van jou en je vrienden zijn 25, 26, 27, 30 en 32.
Eerst moeten we de gemiddelde leeftijd vinden: (25 + 26 + 27 + 30 + 32) / 5 = 28.
Vervolgens moeten we de verschillen van het gemiddelde voor elk van de 5 vrienden berekenen.
25 – 28 = -3
26 – 28 = -2
27 – 28 = -1
30 – 28 = 2
32 – 28 = 4
Vervolgens, om de variantie te berekenen, nemen we elk verschil van het gemiddelde, kwadrateren het en vervolgens gemiddelde het resultaat.
Variantie = ((-3)2 + (-2)2 + (-1)2 + 22 + 42)/ 5
= (9 + 4 + 1 + 4 + 16 ) / 5 = 6.8
De variantie is dus 6,8. En de standaarddeviatie is de vierkantswortel van de variantie, die 2,61 is. Dit betekent dat jij en je vrienden gemiddeld 2,61 jaar uit elkaar zijn.
Hoewel het mogelijk is om de variantie handmatig te berekenen voor kleinere datasets zoals deze, statistische softwareprogramma's kan ook worden gebruikt om de variantie en standaarddeviatie te berekenen.
Voorbeeld versus populatie
Bij het uitvoeren van statistische tests is het belangrijk om op de hoogte te zijn van het verschil tussen a bevolking en een monster. Om de standaarddeviatie (of variantie) van een populatie te berekenen, moet je metingen verzamelen voor iedereen in de groep die je bestudeert; voor een steekproef verzamelt u alleen metingen van een subset van de populatie.
In het bovenstaande voorbeeld gingen we ervan uit dat de groep van vijf vrienden een populatie was; als we het in plaats daarvan als voorbeeld hadden behandeld, het berekenen van de standaarddeviatie van de steekproef en de steekproefvariantie zou iets anders zijn (in plaats van te delen door de steekproefomvang om de variantie, zouden we er eerst een hebben afgetrokken van de steekproefomvang en dan gedeeld door deze kleinere aantal).
Belang van de afwijking en standaarddeviatie
De variantie en standaarddeviatie zijn belangrijk in statistieken, omdat ze dienen als basis voor andere soorten statistische berekeningen. De standaarddeviatie is bijvoorbeeld nodig om testscores in om te zetten Z-scores. De variantie en standaarddeviatie spelen ook een belangrijke rol bij het uitvoeren van statistische tests zoals t-tests.
Referenties
Frankfort-Nachmias, C. & Leon-Guerrero, A. (2006). Sociale statistieken voor een diverse samenleving. Thousand Oaks, Californië: Pine Forge Press.