4.6: Abweichung

Variance
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Variance
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April 30, 2023

Overview

Die Abweichungen zeigen, wie weit die Daten über den Mittelwert verteilt sind. Eine positive Abweichung tritt auf, wenn der Datenwert den Mittelwert überschreitet, während eine negative Abweichung auftritt, wenn der Datenwert kleiner als der Mittelwert ist. Werden die Abweichungen addiert, ist die Summe immer Null. Man kann also nicht einfach die Abweichungen addieren, um die Datenstreuung zu erhalten. Durch das Quadrieren der Abweichungen werden die Zahlen positiv gemacht; Somit wird auch ihre Summe positiv sein.

Die Standardabweichung misst die Streuung in den gleichen Einheiten wie die Daten. Die Varianz ist definiert als das Quadrat der Standardabweichung. Daher unterscheiden sich seine Einheiten von denen der Originaldaten. Die Abweichung der Stichprobe wird durch Equation1 dargestellt, während die Varianz der Population durch Equation2 dargestellt wird.

Für die Varianz wird bei der Berechnung eine Division durch n – 1 anstelle von n verwendet, da es sich bei den Daten um eine Stichprobe handelt. Diese Änderung ist darauf zurückzuführen, dass es sich bei der Stichprobenvarianz um eine Schätzung der Varianz der Grundgesamtheit handelt. Basierend auf der theoretischen Mathematik, die diesen Berechnungen zugrunde liegt, ergibt die Division durch (n – 1) eine bessere Schätzung der Varianz der Grundgesamtheit.

Dieser Text wurde übernommen von Openstax, Introductory Statistics, Section 2.7 Measure of the Spread of the Data.

Transcript

Die Varianz ist eine Statistik, die die Variabilität der Datensatzwerte vom Mittelwert schätzt. Sie entspricht numerisch dem Quadrat der Standardabweichung eines Datensatzes.

Die Varianz ist ein wertvolles statistisches Instrument, das bei der Analyse der Varianz, der Risikoeinschätzung oder der Volatilität an den Finanzmärkten verwendet wird.

Die Stichprobenvarianz wird als Quadrat der Standardabweichung s der Stichprobe bezeichnet, während die Varianz der Grundgesamtheit als Quadrat der Standardabweichung sigma der Grundgesamtheit ausgedrückt wird.

Stellen Sie sich vor, man würde die Varianz des Gewichts von Eisbären in verschiedenen arktischen Regionen schätzen. Bei der Unterteilung der Grundgesamtheit in Zufallsstichproben und der Berechnung der Stichprobenvarianzen stellt man fest, dass sich die Werte um den Wert der konstanten Varianz der Grundgesamtheit drehen. Somit ist die Stichprobenvarianz ein unparteiischer Schätzer der Varianz der Grundgesamtheit.

Der Hauptnachteil der Varianz besteht darin, dass sich ihre Einheiten stark von den Einheiten des Datensatzes unterscheiden. Zum Beispiel sind die Varianzeinheiten des Niederschlags in einem Jahr Millimeter zum Quadrat, was nicht hilfreich ist. Daher wird in den meisten Analysen die Standardabweichung der Varianz vorgezogen.

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