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1 例子1:最典型的,最简单的数组的均值,方差的求法
2 例子1的问题:例子1只是1个特例,而不是普遍情况。
2.1 例子1各种默认假设,导致了求均值和方差的特殊性,特别简单。
2.2 我觉得 加权平均值公式,比平均值的原始公式Σxi/n 更为普适性
2.3 后面引入随机变量,更是解决了部分 无穷数组 求均值,方差的问题
2.4 学习顺序的错位
2.3 学习内容的缺失
3 对例子1更一般的均值求法:加权平均值的求法
4 用加权法求会不会多此一举?
5 例子2:对于非等概率的数组,用加权法求均值和方差
(例子1毕竟是特例,不如加权求法更普适性)
5.0 非等概率的数组
5.1 针对非等权重的数组,求均值
5.2 针对非等权重的数组,求方差,就必须用权重了
6 从一般性的数组,再到随机变量数组
6.1 什么是随机变量数组
6.2 随机变量的均值计算,均值=数学期望
6.3 随机变量的方差计算
7.4 VAR=E(Xi^2) - E(Xi)^2特殊公式的含义,别用错了
7 例子3: 计算随机变量数组的均值和方差
7.1 丢1次骰子的随机变量和对应概率/权重
7.2 丢2次骰子的随机变量和对应概率/权重
7.3 这2个随机变量的均值,方差的计算
1 例子1:最典型的,最简单的数组的均值,方差的求法
- 对象:一个数组
- 均值:Average=ΣXi*/N = sum/ count
- 离差:(Xi-A) # 离差,比较的是每个数列里的值与特定值如均值的差!距离差!
- 离差和:Σ(Xi-A)
- 离差和:Σ(Xi-A)
- 离差平方和:Σ(Xi-A)^2
- 方差:Σ(Xi-A)^2/N
具体到这个例子里
- Average=21/6=3.5
- Var= δ^2=2.917
2 例子1的问题:例子1只是1个特例,而不是普遍情况。
2.1 例子1各种默认假设,导致了求均值和方差的特殊性,特别简单。
- 数组1,2,3,4,5,6
- 特殊性1:只有6个数
- 特殊性2:默认等概率分布
- 特殊性3:求均值,没引入权重概念,只是直接 /n, 默认了等权重
- 特殊性4:求方差,也是直接用的/n, 默认了等权重
2.2 我觉得 加权平均值公式,比平均值的原始公式Σxi/n 更为普适性
我觉得 加权平均值,比 Σxi/n 更为普适性
特殊性3:求均值,没引入权重概念,只是直接 /n, 默认了等权重
这个地方我需要详细解释一下
比如1个数组,
1,2,3,4,5,6 ....100, 理论上,全部相加 Σxi/n 也没错,是最底层的计算均值思路和公式
但是
很多时候,我们的数组里,有多个数是重复出现的,
1,2,3,4,5,6,1,2,3,4,5,6,...5,6,100 (可能远大于100)
我们可能需要统计频度数, 频度=权重
从而用加权平均值的计算方法
比如 1*w1+2w2+.....6*w3+100*w100
所以我觉得,加权平均数,是比这种 等权重平均数更一般的情况
即使是1,2,3,4,5,6 ....100, 理论上,全部相加 Σxi/n 也没错 ,也可以强行认为他们的权重相等都是1/n,所以我觉得 加权平均值,比 Σxi/n 更为普适性
2.3 后面引入随机变量,更是解决了部分 无穷数组 求均值,方差的问题
另外往下引申一下
为什么要有随机变量,那也是因为数组除了重复,有点乱,还可能无穷。对于无穷数组其实不好计算。但是如果从概率的思路,把概率当成权重,其实可以计算无穷数组。
所以,我觉得 随机变量数组---对比 普通数组,是可以部分解决无穷数组的问题的!
即使是一个无穷数组,只要可以知道每个 具体数对于的概率,可以计算均值,方差等!这样就用概率,绕过了无穷计算这个问题!
2.4 学习顺序的错位
- 其实,我们应该先学习一般规律,再学习
- 也许教小学生可以这么教,先用特殊好懂的入门。但是即使这样,也应该把一般性的情况要讲,至少明白,这个东西是有很大局限性的。
2.3 学习内容的缺失
- 更不好的是,完全不学,不了解,一般化的均值,方差的求法
- 如果只会求这种 硬来的公式
- 完全不理解 加权平均值的思路,遇到有频度的数据,就无法处理。
- 甚至后面也无法理解,随机变量的均值的求法。
3 对例子1更一般的均值求法:加权平均值的求法
方法1: 用原始公式求
- 定义公式求均值:ΣXi / N
- 定义公式求方差:Σ(Xi -均值)^2 / N
方法2:用加权法求
- 加权法求均值:ΣXi *Wi
- 加权法求方差:Σ(Xi -均值)^2 *Wi
可以看到,两种方法的求得均值,方差都相等。
4 用加权法求会不会多此一举?
不会,看下面的例子
5 例子2:对于非等概率的数组,用加权法求均值和方差
(例子1毕竟是特例,不如加权求法更普适性)
5.0 非等概率的数组
- 还是一个普通数组,但是是 1,1,3,4,5,6
- 其中 1出现2次,没有2
- 可以转化为频度数组,1,3,4,5,6 对应频度分别是2,1,1,1,1
5.1 针对非等权重的数组,求均值
方法1: 用原始公式求
- 定义公式求均值:ΣXi / N
方法2:用加权法求
- 加权法求均值:ΣXi *Wi
都好用
比如1的频度为8,就相当于是8个1,即1,1,1,1,1,1,1,1
5.2 针对非等权重的数组,求方差,就必须用权重了
方法1: 用原始公式求
- 定义公式求方差:Σ(Xi -均值)^2 / N 这样是错误的
方法2:用加权法求
- 加权法求方差:Σ(Xi -均值)^2 *Wi
只能用加权法求方差了
6 从一般性的数组,再到随机变量数组
6.1 什么是随机变量数组
随机变量数组,就是 频度=权重=概率的,一个特殊数组
随机变量数组,可以应对部分无穷的数组的计算
6.2 随机变量的均值计算,均值=数学期望
方法1: 用原始公式求
- 定义公式求均值:ΣXi / N
方法2:用加权法求
- 加权法求均值:ΣXi *Wi
- 随机变量的数学期望 =均值 ΣXi *Wi =ΣXi *Pi
6.3 随机变量的方差计算
方法1: 用原始公式求(错误,不能这么求)
- 定义公式求方差:Σ(Xi -均值)^2 / N ,没办法这么求
方法2:用加权法求
- 加权法求方差:Σ(Xi -均值)^2 *Wi
- 实际上,因为Wi =Pi
- 加权法求方差, 就是随机变量的均值公式:Σ(Xi -均值)^2 *Wi =Σ(Xi -均值)^2 *Pi
- 公式继续变形
- :Σ(Xi -均值)^2 *Wi =Σ(Xi -均值)^2 *Pi = E((Xi -均值)^2)= E((Xi -E(X))^2)
方法3:用2个随机变量数组的均值的差的一个变形公式
- 随机变量的方差:VAR=Σ(Xi -均值)^2 *Pi (形式上ΣYi*Pi =E(Y))
- 随机变量的方差:VAR=E((Xi -E(X))^2)
- 随机变量的方差:VAR=E(Xi^2) - E(Xi)^2
- 这个可以推导处理出来的
7.4 VAR=E(Xi^2) - E(Xi)^2特殊公式的含义,别用错了
核心意义: 用均值可以计算方差!
知道均值了就能知道方差!
核心意义,用2个数组的均值,可以计算1个数组的方差!
- 随机变量的方差:VAR=E(Xi^2) - E(Xi)^2
- step1: 先生成1个新的随机变量数组,Xi^2
- step2: 计算E(Xi^2)
- step3: 用老的xi数组,计算E(X) ,再计算E(X)^2
- step4: 两者相减=方差, VAR=E(Xi^2)- E(X)^2