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标准差计算器

标准差计算器

用逗号、空格或换行分隔数字,可以直接粘贴 Excel 的一列。

或按 Ctrl + Enter
示例
小数位数

输入或粘贴一串数字,立即算出样本标准差和总体标准差、方差、平均数、中位数等统计量,并列出 x − x̄、(x − x̄)² 的计算过程。可以直接粘贴 Excel 或 WPS 表格的一整列。所有计算都在浏览器中完成,数据不会上传。


如何使用标准差计算器​

  1. 在输入框输入数字,用逗号、空格或换行分隔,例如 2, 4, 4, 4, 5, 5, 7, 9;也可以从表格复制一列直接粘贴,最多 10,000 个数。输入完点「计算」或按 Ctrl + Enter 键计算。
  2. 下方同时显示两种结果:「样本」——标准差 s、方差 s²(除以 n − 1),大多数情况用这个;「总体」——σ、σ²(除以 n),只有数据就是整个总体时才用。
  3. 「统计摘要」列出个数、总和、平均数、中位数、最小值、最大值、极差、变异系数(CV)和标准误(SE)。
  4. 「计算过程」用表格列出每个数与平均数的差、差的平方及平方和,再代入公式。
  5. 可以选择「小数位数」(2、4、6 位或全部),点结果旁的图标可以复制。

什么是标准差​

标准差是衡量一组数据离散程度的数:标准差越小,数据越集中在平均数附近;标准差越大,数据越分散。

班级成绩平均数标准差(总体)
甲班68、69、70、71、72701.41
乙班50、60、70、80、907014.14

只看平均数两个班一样,看标准差就知道甲班成绩都很接近,乙班则高低相差很大。标准差也常用于投资(衡量收益波动和风险)、质量控制、实验误差等领域。

标准差怎么算(手算步骤)​

以 6、8、10、12、14 这 5 个数为例:

  1. 求平均数:x̄ = (6 + 8 + 10 + 12 + 14) ÷ 5 = 50 ÷ 5 = 10
  2. 每个数减去平均数,再平方:
xx − x̄(x − x̄)²
6−416
8−24
1000
1224
14416
合计040
  1. 平方和除以 n − 1(样本)或 n(总体),得到方差:
    • 样本方差 s² = 40 ÷ (5 − 1) = 10
    • 总体方差 σ² = 40 ÷ 5 = 8
  2. 开平方,得到标准差:
    • 样本标准差 s = √10 ≈ 3.162
    • 总体标准差 σ = √8 ≈ 2.828

“x − x̄”一列加起来一定等于 0,可以用来检查有没有算错。

标准差公式​

样本标准差(除以 n − 1):

s=1n−1∑i=1n(xi−xˉ)2s = \sqrt{\frac{1}{n-1}\sum_{i=1}^{n}(x_i - \bar{x})^2}

总体标准差(除以 N):

σ=1N∑i=1N(xi−μ)2\sigma = \sqrt{\frac{1}{N}\sum_{i=1}^{N}(x_i - \mu)^2}

其中 xix_i 是每个数据,xˉ\bar{x} 是样本平均数,μ\mu 是总体平均数,nn、NN 是数据个数。根号里面的部分就是方差(s2s^2 或 σ2\sigma^2),所以标准差是方差的算术平方根。

样本标准差和总体标准差用哪个​

  • 总体:数据包含你要研究的全部对象,例如全班 30 人的考试成绩,而你只关心这 30 人。
  • 样本:数据只是从更大的总体中抽取的一部分,要用它推断整体,例如抽 100 位消费者做问卷、做 10 次实验、取过去 12 个月的收益率。

实际中大多数数据都是样本,所以不确定时用样本标准差。Excel 的 STDEV、科学计算器的 sx 键和大多数统计软件默认也是样本标准差。题目写明“总体”或“全部数据”时才用总体标准差。

为什么样本要除以 n − 1? 样本平均数 x̄ 是用同一批数据算出来的,数据到 x̄ 的距离会比到真正总体平均数 μ 的距离略小,直接除以 n 会让方差系统性偏小。改除以 n − 1(自由度)可以修正这个偏差,称为贝塞尔校正。数据越多,两者差别越小。

方差、变异系数、标准误​

  • 方差:标准差的平方,单位是原单位的平方(如厘米²),所以描述数据时通常用标准差。
  • 变异系数(CV):标准差 ÷ 平均数 × 100%,用来比较单位或大小不同的数据的离散程度,例如身高(厘米)和体重(千克)。平均数接近 0 时没有意义。
  • 标准误(SE):样本标准差 ÷ √n,表示样本平均数本身的精确程度。样本越大,标准误越小。

Excel、WPS 表格的标准差函数​

要计算的Excel / WPSGoogle 表格计算器按键
样本标准差STDEV.S (STDEV)STDEV, STDEV.Ssx, σn−1
总体标准差STDEV.P (STDEVP)STDEVP, STDEV.Pσx, σn
样本方差VAR.SVAR, VAR.S—
总体方差VAR.PVARP, VAR.P—
平均数AVERAGEAVERAGEx̄
中位数MEDIANMEDIAN—

例如数据在 A1 到 A10,输入 =STDEV.S(A1:A10) 就是样本标准差。

用标准差判断数据高低:68–95–99.7 法则​

如果数据大致服从正态分布(钟形曲线),大约有:

  • 68% 的数据落在平均数 ± 1 个标准差内
  • 95% 落在 ± 2 个标准差内
  • 99.7% 落在 ± 3 个标准差内

例如考试平均 70 分、标准差 10 分,约 68% 的人在 60~80 分之间,约 95% 在 50~90 分之间;考 95 分就比平均高 2.5 个标准差,是非常突出的成绩。(一个值与平均数相差几个标准差,就是它的 z 分数。)

常见问题​

样本标准差和总体标准差有什么区别?用哪个?​

区别在于方差除以 n − 1(样本)还是除以 n(总体)。如果数据只是从更大总体中抽取的一部分、要用来推断整体,就用样本标准差;数据已经是要研究的全部对象时才用总体标准差。大多数情况下数据都是样本,不确定时用样本标准差。

为什么样本标准差要除以 n − 1?​

因为样本平均数是用同一批数据算出来的,数据与它的距离比与真正总体平均数的距离小,直接除以 n 会使方差偏小。除以 n − 1(自由度)可以修正这个偏差,称为贝塞尔校正。数据越多,两者差距越小。

标准差和方差有什么区别?​

方差是每个数与平均数之差的平方的平均数,标准差是方差的算术平方根。标准差的单位和原数据相同,更容易解读;方差的单位是平方,多用于统计公式推导。

Excel 怎么算标准差?​

样本标准差用 =STDEV.S(区域),总体标准差用 =STDEV.P(区域);旧函数 STDEV 是样本、STDEVP 是总体。方差用 VAR.S 和 VAR.P。也可以把整列数据复制后粘贴到本计算器,一次看到两种结果和计算过程。

标准差越大说明什么?​

说明数据越分散、彼此差异越大。例如两个班平均分都是 70,标准差 14 分的班级成绩高低差距比标准差 1.4 分的班级大得多。在投资中,收益率的标准差越大,波动和风险越高。标准差最小是 0,表示所有数据都相同。

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