平均数与标准差计算器

输入一组数字,一次计算出平均数、中位数、标准差等基本统计量。

这个计算器会对你输入的数字列表一次性求出平均数、中位数、众数、方差、标准差、极差、个数和总和,并把总体(除以n)与样本(除以n − 1)两套结果并排显示,方便对照教材、表格软件或报告的要求。 它适用于只看平均数说明不了问题的场景,比如查看考试分数的分布、判断重复测量值的离散程度,或观察每月开支、销售额的波动。 结果下方会用文字写出总和、平均数和离差平方和的计算过程,可以与手算或表格软件的结果核对。

各统计量的含义

计算公式与n、n − 1的区别

平均数 x̄ = Σx ÷ n
总体方差 σ² = Σ(x − μ)² ÷ n,总体标准差 σ = √σ²
样本方差 s² = Σ(x − x̄)² ÷ (n − 1),样本标准差 s = √s²

用哪一个,取决于手里的数据是“全部”还是“一部分”。如果拥有对象的全部数据,比如全班每个人的分数,就用总体公式(除以n)。如果数据是从更大群体中抽出的样本,比如问卷回答、抽测的几件产品,就用样本公式(除以n − 1)。 样本平均数是最贴近样本内各个数值的那个数,因此除以n平均而言会低估整体的离散程度,把分母改成n − 1就是为了修正(贝塞尔校正)。 在Excel中,STDEV.S除以n − 1,STDEV.P除以n。不同计算器和统计软件的默认设置不同,写报告时要注明用的是哪一种。

两者之比为√(n ÷ (n − 1)),数据越少差距越大。

数据个数n样本SD ÷ 总体SD样本SD偏大的程度
2个1.4142约41.4%
3个1.2247约22.5%
5个1.1180约11.8%
10个1.0541约5.4%
30个1.0171约1.7%
100个1.0050约0.5%

n超过30以后差距不到2%,实际工作中影响不大;但在2到5个数据时会相差10%到40%以上(n = 2时约41.4%)。

算例

下表是构建本页时用与计算器相同的公式算出的值。

数据平均数中位数总体SD样本SD
5次考试分数 (85, 90, 78, 92, 88)86.6884.885.46
6个月的开支 (30, 32, 35, 31, 33, 300)76.8332.599.82109.34
教材例题8个数 (2, 4, 4, 4, 5, 5, 7, 9)54.522.14

例1 考试分数85, 90, 78, 92, 88。总和为433,平均数为433 ÷ 5 = 86.6。离差平方和为119.2,总体方差为119.2 ÷ 5 = 23.84,总体标准差约4.88;按样本计算则是119.2 ÷ 4 = 29.8,标准差约5.46。可以理解为分数围绕平均分86.6上下波动约5分。

例2 含异常值的每月开支30, 32, 35, 31, 33, 300。只有一个月是300,平均数就升到约76.83,而中位数仍是32.5,更能代表普通月份。总体标准差约99.82,比平均数还大,说明这个平均数并不是“普通的一个月”。遇到这种情况,除平均数外还应给出中位数。

例3 2, 4, 4, 4, 5, 5, 7, 9。平均数为5,离差平方和为32,总体方差为32 ÷ 8 = 4,总体标准差恰好为2。众数是4,中位数是4.5。这是统计教材里常见的手算例题,很适合用来检验计算器。

例4 个数为偶数。1, 3, 5, 9中间两个数是3和5,中位数为(3 + 5) ÷ 2 = 4,平均数为18 ÷ 4 = 4.5。

常见错误与误解

本计算器不能做什么

它不处理置信区间、假设检验、回归分析、加权平均,也不处理由分组频数表求平均数和方差。它不给出四分位数和百分位数,也不会自动剔除异常值,所以像小数点位置输错这样的录入错误需要你自己发现并修正。无法识别为数字的项目会被忽略,并在结果下方列出。

如何利用结果

常见问题

数字要用什么格式输入?

用逗号、空格、分号或换行分隔均可,也可以直接粘贴从表格复制的一列。支持负数和小数,不是数字的项目会被忽略。

应该用总体标准差还是样本标准差?

数据就是研究对象的全部时用总体标准差(n),数据是从更大群体中抽出的一部分时用样本标准差(n − 1)。问卷、实验、质量抽检这类用部分推断整体的场合,多数属于样本。

方差和标准差有什么不同?

标准差是方差的平方根。方差在数学上便于处理(相互独立的量的方差可以相加),标准差与原数据单位相同,更便于解释。

数值个数为偶数时,中位数怎么求?

先排序,再取中间两个数的平均。例如1, 3, 5, 9的中位数是(3 + 5) ÷ 2 = 4。

和Excel的结果不一样?

多半是混淆了STDEV.P(总体)和STDEV.S(样本)。本计算器两种都显示,请与对应的Excel函数比较。显示值保留到小数点后4位。

有异常值怎么办?

如果是录入错误就修正或删除;如果是真实数据就不要删,可以在平均数之外同时报告中位数,或者分别给出包含和剔除异常值的结果。

相关工具

结果仅供参考。用于论文、质量报告等正式场合时,请用专业统计软件复核。