標準差的概念與計算方法

2021-03-04 09:58:12 字數 1293 閱讀 4326

標準差(standard deviation)是一組數值自平均值分散開來的程度的一種測量觀念。乙個較大的標準差,代表大部分的數值和其平均值之間差異較大;乙個較小的標準差,代表這些數值較接近平均值。

例如,兩組數的集合 和 其平均值都是 7 ,但第二個集合具有較小的標準差。

標準差可以當作不確定性的一種測量。例如在物理科學中,做重複性測量時,測量數值集合的標準差代表這些測量的精確度。當要決定測量值是否符合**值,測量值的標準差占有決定性重要角色:

如果測量平均值與**值相差太遠(同時與標準差數值做比較),則認為測量值與**值互相矛盾。這很容易理解,因為值都落在一定數值範圍之外,可以合理推論**值是否正確。

假設有一組數值 x1, ..., xn (皆為實數),其平均值為:

此組數值的標準差為:

乙個較快求解的方式為:

一隨機變數x 的標準差定義為:

須注意並非所有隨機變數都具有標準差,因為有些隨機變數不存在期望值。 如果隨機變數 x 為 x1,...,xn 具有相同機率,則可用上述公式計算標準差。

從一大組數值當中取出一樣本數值組合 x1,...,xn ,常定義其樣本標準差:

範例這裡示範如何計算一組數的標準差。例如一群孩童年齡的數值為 :

第一步,計算平均值

n = 4 (因為集合裡有 4 個數),分別設為:

用 4 取代 n

此為平均值。

第二步,計算標準差

用 4 取代 n

用 7 取代

1.2.5試件在規定溫度下保濕養生6d,浸水1d後,進行無側限抗壓強度試驗,並計算抗壓強度試驗結果的平均值和偏差係數。計算公式為:

r =(r1+r2+r3+......+rn1)

cv = σ/r2)

其中:r—混合料所側強度平均值,mpa;

ri—各側定強度值,mpa;

n— 實驗樣本數;

cv—偏差係數;

σ—實驗結果標準差。[4]

試件的養生規定的溫度為:冰凍地區 20±2℃ 非冰凍地區 25±2℃。

1.2.6不同交通類別道路上,水泥穩定混合料的7d浸水抗壓強度應符合表-2的規定。

1.2.7根據表-2的強度標準,限定合適的水泥劑量。此劑量試件室內試驗結果的平均抗壓強度(r`)公式(3)的要求:

r` ≥ rd /(1- zа.cv3)

式中:rd—設計抗壓強度;

cv—試驗結果的偏差係數(以小數計);

zа—標準正態分佈表中隨保證率而變的係數:高速公路和一級公路應取保證率95%,此時zа=1.645;一般公路取保證率90%,即zа=1.282。

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關於標準差計算的參考

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