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(1)
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(2)
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其中 是 均值,
是第二個 原點矩,並且
表示
的 期望值。 方差
因此等於第二個 中心矩 (即,關於 均值 的矩),
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(3)
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樣本方差 樣本方差 的平方根對於一組 值是樣本標準差
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(4)
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樣本 標準差分佈 是一個稍微複雜,但經過充分研究和理解的函式。
然而,與廣泛存在的不一致和模稜兩可的術語一致,偏差校正方差的平方根有時也稱為標準差,
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(5)
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資料列表的標準差 的資料列表實現為StandardDeviation[列表].
物理科學家經常使用術語 均方根 作為標準差的同義詞,當他們指的是數量相對於給定基線的均方偏差的 平方根。
標準差透過其在第二個 中心矩 方面的定義自然而然地出現在數理統計中。然而,一個更自然但遠不常見的平均偏差度量,來自 均值 在描述統計中使用的是所謂的 平均偏差。
標準差可以為任何具有有限前兩階矩的分佈定義,但最常見的假設是基礎分佈是正態分佈。在這種假設下,產生 置信區間 CI 的變數值通常表示為 ,和
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(6)
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下表列出了對應於標準差的前幾個倍數的 置信區間(再次假設資料是正態分佈的)。
| 範圍 | 置信區間 |
| 0.6826895 | |
| 0.9544997 | |
| 0.9973002 | |
| 0.9999366 | |
| 0.9999994 |
要找到對應於給定 置信區間 的標準差範圍,求解 (5) 關於 ,給出
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(7)
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| 置信區間 | 範圍 |
| 0.800 | |
| 0.900 | |
| 0.950 | |
| 0.990 | |
| 0.995 | |
| 0.999 |