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方差、标准差、均方差、均方误差、均方根误差、标准误差

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方差(variance)在统计描述和概率分布中有不同的定义。

1 统计描述中的方差

在统计描述中,方差代表每个变量与总体均值的差异,也就是离散程度。

总体方差

其中 \sigma^2是总体方差, X_i是变量, \mu是变量实际的均值,N是实例总数。

说明

其中 S^2 代表样本方差,并且 \overline X 表示采集的样本均值。需要注意的是,在计算过程中我们采用的是n-1作为分母的原因见上文链接

2 概率分布中的方差

在概率分布中,在统计学领域里把随机变量的期望值称为数学期望E(X)(Mean or Expected Value),它反映了该随机变量平均取值大小的重要指标。对于离散型随机变量X而言,在其概率分布表中可观察到各个可能取值及其对应的概率分配情况;而在概率分布图中可以直观地呈现离散型随机变量X的概率质量函数的具体数值;因此,在计算过程中需逐一乘积后再累加得到最终结果

其中 p_i是变量, x_i发生的概率

连续型随机变量的数学期望:

其中f(x)是概率密度。

所以,概率分布中的方差为

3 标准差、均方差

标准偏差(Standard Deviation)与均方根差是等价的概念,在统计学中被定义为方差的算术平方根,并用符号\sigma(X)表示。

4 均方误差、均方根误差

均方误差(Mean Squared Error, MSE)是一种用于评估实际值与预测值之间差距幅度的简便方法。

均方根误差(RMSE),即Root Mean Squared Error的缩写形式,在统计学中被定义为均方误差的算术平方根。它也被认为是评估模型预测精度的重要指标之一,并被称为标准误差(Standard Error)

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