www.wikidata.uk-ua.nina.az
Standa rtne vidhi lennya angl standard deviation abo serednye kvadratichne vidhilennya u teoriyi jmovirnostej i statistici odin iz najposhirenishih pokaznikiv rozsiyuvannya rozkidu znachen vipadkovoyi velichini vidnosno yiyi matematichnogo spodivannya tobto centru rozpodilu Maye tu zh rozmirnist sho i vipadkova velichina V literaturi dlya poznachennya standartnogo vidhilennya vikoristovuyetsya litera greckoyi abetki sigma s Kriva normalnogo rozpodilu dzvinopodibna kriva de kozhna vertikalna smuga maye shirinu sho dorivnyuye 1 standartnomu vidhilennyu Kumulyativna funkciya normalnogo rozpodilu iz matematichnim spodivannyam 0 i standartnim vidhilennyam 1 Za viznachennyam serednye kvadratichne vidhilennya ye dodatnim kvadratnim korenem iz dispersiyi Yak i dispersiya harakterizuye rozsiyannya znachen navkolo centru rozpodilu bilshomu znachennyu standartnogo vidhilennya vidpovidaye bilshij yih rozkid Praktichna perevaga standartnogo vidhilennya yak miri rozsiyannya v porivnyanni z dispersiyeyu polyagaye v tomu sho jogo rozmirnist zbigayetsya z rozmirnistyu vipadkovoyi velichini v toj chas yak rozmirnist dispersiyi kvadrat rozmirnosti vipadkovoyi velichini Inodi serednye kvadratichne vidhilennya nazivayut standartnoyu pohibkoyu abo standartnoyu pomilkoyu Ci nazvi vzhivati ne rekomenduyetsya oskilki ce mozhe prizvesti do plutanini i nepravilnogo tlumachennya rezultativ togo chi inshogo doslidzhennya Slid zauvazhiti sho standartne vidhilennya vipadkovoyi velichini ne ye vipadkovoyu velichinoyu Zmist 1 Istoriya 2 Viznachennya 2 1 Neperervna vipadkova velichina 2 2 Diskretna vipadkova velichina 3 Vikoristannya 4 Ocinyuvannya 4 1 Nekoregovane standartne vidhilennya dlya vibirki 4 2 Koregovane standartne vidhilennya dlya vibirki 4 3 Nezmishene vibirkove standartne vidhilennya 4 4 Dovirchij interval standartnogo vidhilennya vibirki 5 Sut standartnogo vidhilennya prikladi 6 Pravilo 3 h sigm 7 Interpretaciya i zastosuvannya 7 1 Priklad zastosuvannya 7 1 1 Eksperiment i perevirka gipotez 7 1 2 Pogoda 7 2 Geometrichna interpretaciya 7 3 Nerivnist Chebishova 7 4 Pravila sho stosuyutsya normalno rozpodilenih velichin 8 Div takozh 9 Dzherela 10 PosilannyaIstoriya RedaguvatiTermin standartne vidhilennya vpershe u monografiyah vikoristav 1 Karl Pirson 2 v 1894 roci pered tim pochav vikoristovuvati jogo pri chitanni lekcij Cim vin zaminiv alternativni nazvi podibnogo ponyattya sho isnuvali ranishe napriklad Gauss vikoristovuvav termin serednya pohibka 3 Viznachennya RedaguvatiNehaj X displaystyle X nbsp vipadkova velichina z matematichnim spodivannyam m E X m displaystyle operatorname E X mu nbsp de E displaystyle operatorname E nbsp operator matematichnogo spodivannya Todi s D E X m 2 displaystyle begin aligned sigma amp sqrt D sqrt operatorname E X mu 2 end aligned nbsp de D displaystyle D nbsp dispersiya vipadkovoyi velichini X displaystyle X nbsp Takim chinom standartne vidhilennya s displaystyle sigma nbsp ce dodatnij kvadratnij korin iz dispersiyi tobto dodatnij kvadratnij korin iz matematichnogo spodivannya kvadratu vidhilennya vipadkovoyi velichini vid yiyi matematichnogo spodivannya Standartne vidhilennya isnuye ne dlya bud yakoyi vipadkovoyi velichini Yak vidno umovoyu isnuvannya standartnogo vidhilennya vipadkovoyi velichini ye isnuvannya yiyi matematichnogo spodivannya Prikladom rozpodilu dlya yakogo ne isnuye matematichne spodivannya a otzhe ne isnuye i standartne vidhilennya ye rozpodil Koshi Neperervna vipadkova velichina Redaguvati Dlya vipadku neperervnoyi vipadkovoyi velichini X displaystyle X nbsp z funkciyeyu gustini jmovirnostej p x displaystyle p bigl x bigr nbsp formula dlya standartnogo vidhilennya nabuvaye viglyadus X x m 2 p x d x displaystyle sigma sqrt int mathbf X x mu 2 p x rm d x nbsp de m X x p x d x displaystyle mu int mathbf X x p x rm d x nbsp matematichne spodivannya a integrali ye nevlasnimi z granicyami integruvannya vid displaystyle infty nbsp do displaystyle infty nbsp Priklad Dlya neperervnoyi vipadkovoyi velichini X displaystyle X nbsp yaka rivnomirno rozpodilena v diapazoni vid 1 do 1 standartne vidhilennyas X x m 2 p x d x 1 2 1 1 x 2 d x 1 3 displaystyle sigma bigl X bigr sqrt int limits infty infty x mu bigr 2 p bigl x bigr dx sqrt tfrac 1 2 int limits 1 1 x 2 dx frac 1 sqrt 3 nbsp Tut bulo vrahovano sho v danomu vipadku m 0 displaystyle mu 0 nbsp p x 0 displaystyle p bigl x bigr 0 nbsp za mezhami vidrizka 1 1 displaystyle 1 1 nbsp ta dorivnyuye 1 2 v mezhah cogo vidrizka Diskretna vipadkova velichina Redaguvati Nehaj X displaystyle X nbsp diskretna vipadkova velichina dlya yakoyi jmovirnist podiyi X x i displaystyle X x i nbsp stanovit p i displaystyle p i nbsp Todi viraz dlya standartnogo vidhilennya nabuvaye viglyadu s p i x i m 2 displaystyle sigma sqrt sum p i bigl x i mu bigr 2 nbsp de m p j x j displaystyle mu sum p j x j nbsp matematichne spodivannya Priklad Pid chas kidannya gralnogo kubika dlya gri v kosti yaksho kubik simetrichnij z odnakovoyu jmovirnistyu 1 6 mozhe vipasti bud yake chislo vid 1 do 6 Faktichno chislo X displaystyle X nbsp sho vipadaye pid chas kidannya kubika diskretna rivnomirno rozpodilena vipadkova velichina yaka mozhe prijmati cili znachennya v diapazoni vid 1 do 6 Z urahuvannyam sho matematichne spodivannya m 1 6 1 1 6 2 1 6 3 1 6 4 1 6 5 1 6 6 3 5 displaystyle mu frac 1 6 cdot 1 frac 1 6 cdot 2 frac 1 6 cdot 3 frac 1 6 cdot 4 frac 1 6 cdot 5 frac 1 6 cdot 6 3 5 nbsp standartne vidhilennya ciyeyi velichini s X 1 6 1 3 5 2 1 6 2 3 5 2 1 6 3 3 5 2 1 6 4 3 5 2 1 6 5 3 5 2 1 6 6 3 5 2 1 71 displaystyle sigma bigl X bigr sqrt frac 1 6 cdot bigl 1 3 5 bigr 2 frac 1 6 cdot bigl 2 3 5 bigr 2 frac 1 6 cdot bigl 3 3 5 bigr 2 frac 1 6 cdot bigl 4 3 5 bigr 2 frac 1 6 cdot bigl 5 3 5 bigr 2 frac 1 6 cdot bigl 6 3 5 bigr 2 approx 1 71 nbsp Vikoristannya RedaguvatiStandartne vidhilennya vikoristovuyut pid chas rozrahunku serednogo kvadratichnogo vidhilennya serednogo arifmetichnogo dlya pobudovi dovirchih intervaliv statistichnoyi perevirki gipotez vimiru linijnogo vzayemozv yazku mizh vipadkovimi velichinami Ocinyuvannya RedaguvatiStandartne vidhilennya usiyeyi sukupnosti mozhe zastosovuvatisya u vipadkah de vidibrano kozhnogo predstavnika sukupnosti standartizovane testuvannya U vipadkah koli ce ne mozhlivo standartne vidhilennya s ocinyuyut na osnovi vipadkovoyi vibirki iz sukupnosti i rozrahovuyut statistiku dlya vibirki yaka vikoristovuyutsya dlya ocinki standartnogo vidhilennya sukupnosti Ce nazivayetsya statistichnoyu ocinkoyu a ocinene znachennya nazivayetsya standartnim vidhilennyam vibirki sho poznachayetsya yak s inodi zi poznachennyami Odnak na vidminu vid vipadku iz ocinkoyu matematichnogo spodivannya dlya sukupnosti de ocinkoyu dlya vibirki ye vibirkove serednye yake ye prostoyu ocinkoyu iz bagatma vlastivostyami dlya riznih zadach nezmishena efektivna maksimalnoyi pravdopodibnosti ale ne isnuye yedinoyi ocinki z usima cimi vlastivostyami dlya standartnogo vidhilennya a nezmishena ocinka dlya standartnogo vidhilennya pov yazana iz tehnichnimi skladnostyami Najchastishe standartne vidhilennya ocinyuyetsya za dopomogoyu koregovanogo vibirkovogo standartnogo vidhilennya iz vikoristannyam korekciyi N 1 viznachenogo nizhche Odnak inshi ocinki mozhut buti krashimi za inshih umov nekoregovana ocinka z vikoristannyam N prizvodit do menshih znachen serednokvadratichnoyi pohibki a vikoristannya N 1 5 dlya normalnogo rozpodilu majzhe povnistyu usuvaye zmishennya Nekoregovane standartne vidhilennya dlya vibirki Redaguvati Formulu dlya standartnogo vidhilennya sukupnosti dlya skinchennoyi sukupnosti mozhlivo zastosuvati do vibirki vikoristavshi yak rozmir vibirki rozmir danoyi vibirki hocha faktichnij rozmir sukupnosti dlya yakoyi bulo otrimano vibirki ye nabagato bilshim Cya ocinka poznachayetsya yak sN i vidoma yak nekoregovane vibirkove standartne vidhilennya abo inodi standartne vidhilennya vibirki sho predstavlyaye i rozglyadayetsya yak cila sukupnist i viznachayetsya tak s s 2 1 N i 1 N x i x 2 displaystyle sigma sqrt sigma 2 sqrt frac 1 N sum i 1 N x i overline x 2 nbsp de x 1 x 2 x N displaystyle textstyle x 1 x 2 ldots x N nbsp znachennya sposterezhen danoyi vibirki a x displaystyle textstyle overline x nbsp serednye znachennya cih sposterezhen a v znamenniku N oznachaye ob yem vibirki Serednokvadratichne vidhilennya dorivnyuye korenyu kvadratnomu z dispersiyi vipadkovoyi velichini dlya vibirki sho v svoyu chergu ye serednim znachennyam dlya kvadratichnih vidhilen vid vibirkovogo serednogo Ce konzistentna ocinka vona zbigayetsya za imovirnistyu do znachennya sho vidpovidaye sukupnosti iz zbilshennyam ob yemu vibirki do neskinchennosti i cya ocinka ye ocinkoyu maksimalnoyi pravdopodibnosti yaksho sukupnist maye normalnij rozpodil Odnak vona ye zmishenoyu ocinkoyu oskilki ocineni znachennya yak pravilo znachno zanizheni Zmishennya zmenshuyetsya iz zbilshennyam ob yemu vibirki zmenshuyuchis u poryadku proporcijnomu do 1 N i takim chinom zmishennya ye najbilsh vidchutnim dlya malih i serednih vibirok dlya N gt 75 displaystyle N gt 75 nbsp zmishennya bude menshim za 1 Takim chinom dlya duzhe velikih vibirok ce nekoregovane vibirkove standartne vidhilennya ye v zagalnomu vipadku prijnyatnim Cya ocinka maye takozh rivnomirno menshu serednokvadratichnu pohibku nizh koregovane standartne vidhilennya vibirki Koregovane standartne vidhilennya dlya vibirki Redaguvati Pri nevelikij vibirci n 50 displaystyle n leqslant 50 nbsp vvoditsya popravka Besselya s n n 1 s 2 1 n 1 i 1 n x i x 2 displaystyle s sqrt frac n n 1 sigma 2 sqrt frac 1 n 1 sum i 1 n left x i bar x right 2 nbsp de s displaystyle s nbsp standartne vidhilennya nezmishena ocinka srednokvadratichnogo vidhilennya vipadkovoyi velichini X displaystyle X nbsp vidnosno yiyi matematichnogo spodivannya s 2 displaystyle sigma 2 nbsp dispersiya x i displaystyle x i nbsp i displaystyle i nbsp j element vibirki x displaystyle bar x nbsp serednye arifmetichne vibirki x 1 n i 1 n x i displaystyle overline x frac 1 n sum i 1 n x i nbsp n displaystyle n nbsp obsyag rozmir vibirki Slid zvernuti uvagu na vidminnist standartnogo vidhilennya u znamenniku n 1 displaystyle n 1 nbsp vid korenya z dispersiyi u znamenniku n displaystyle n nbsp Dlya malih obsyagiv vibirki ocinka dispersiyi ye desho zmishenoyu na velichinu n n 1 displaystyle n n 1 nbsp dlya neskinchenno velikogo obsyagu vibirki riznicya mizh vkazanimi velichinami znikaye Vibirka lishe chastina generalnoyi sukupnosti Generalna sukupnist absolyutno vsi mozhlivi rezultati Otrimati rezultat sho ne vhodit v generalnu sukupnist nemozhlivo Dlya vipadku z kidannyam moneti generalnoyu sukupnistyu ye cifra rebro orel A os para orel cifra vzhe lishe vibirka Dlya generalnoyi sukupnosti matematichne ochikuvannya zbigayetsya zi spravzhnim znachennyam ocinyuvanogo parametra A dlya vibirki neobov yazkovo Matematichne ochikuvannya vibirki maye zmishennya shodo dijsnogo znachennya parametra Cherez ce serednokvadratichna pomilka bilsha nizh dispersiya oskilki dispersiya matematichne ochikuvannya kvadrata vidhilennya vid serednogo znachennya a serednokvadratichne vidhilennya matematichne ochikuvannya vidhilennya vid spravzhnogo znachennya Riznicya v tomu vid chogo shukayemo vidhilennya koli dispersiya to vid serednogo i ne vazhlivo dostemenne ce serednye chi pomilkove a koli serednokvadratichne vidhilennya to ce vidhilennya vid spravzhnogo serednogo znachennya Nezmishene vibirkove standartne vidhilennya Redaguvati Na vidminu vid serednogo i dispersiyi ne isnuye formuli nezmishenoyi ocinki standartnogo vidhilennya yaka b vikonuvalasya dlya vsih rozpodiliv Zamist neyi vikoristovuyut s yak bazis yakij masshtabuyut za dopomogoyu koeficiyentu popravki z metoyu utvoriti nezmishenu ocinku Dlya normalnogo rozpodilu nezmishena ocinka zadayetsya yak s c4 de koeficiyent popravki yakij zalezhit vid N viznacheno za dopomogoyu Gamma funkciyi i dorivnyuye c 4 N 2 N 1 G N 2 G N 1 2 displaystyle c 4 N sqrt frac 2 N 1 frac Gamma left frac N 2 right Gamma left frac N 1 2 right nbsp Ce otrimane iz togo sho vibirkovij rozpodil dlya standartnogo vidhilennya vibirki vidpovidaye masshtabovanomu Hi rozpodilu a koeficiyent popravki ye serednim danogo hi rozpodilu Nablizhennya mozhna vikonati zaminivshi N 1 na N 1 5 v rezultati bude otrimano s 1 N 1 5 i 1 N x i x 2 displaystyle hat sigma sqrt frac 1 N 1 5 sum i 1 N x i bar x 2 nbsp Pohibka cogo nablizhennya zmenshuyetsya kvadratichno iz 1 N2 i pidhodit dlya vsih vibirok krim najmenshih abo pri neobhidnosti mati najvishu tochnist dlya N 3 zmishennya dorivnyuye 1 3 a dlya N 9 zmishennya uzhe bude menshim za 0 1 Dlya inshih rozpodiliv pravilna formula bude zalezhati vid rozpodilu ale osnovnim pravilom ye vikoristovuvati taku popravku dlya nablizhennya s 1 N 1 5 1 4 g 2 i 1 N x i x 2 displaystyle hat sigma sqrt frac 1 N 1 5 tfrac 1 4 gamma 2 sum i 1 N x i bar x 2 nbsp de g2 oznachaye popravku ekscesu dlya populyaciyi Cej parametr mozhe buti abo vidomim zazdalegid dlya pevnogo rozpodilu abo ocinenim iz danih Dovirchij interval standartnogo vidhilennya vibirki Redaguvati Div takozh Mezha pohibki Standartne vidhilennya SV yake mi otrimuyemo za dopomogoyu vibirki rozpodilu same po sobi ne ye absolyutno tochnim z dvoh prichin matematichnoyi opisanij tut za dopomogoyu dovirchogo intervalu i z praktichnoyi prichini vimiryuvannya pohibki vimiryuvannya Matematichnij vpliv opisuyut za dopomogoyu dovirchogo intervalu abo DI Abi pokazati yak zbilshennya vibirki prizvede do zvuzhennya dovirchogo intervalu navedemo taki prikladi Nevelika sukupnist rozmirom N 2 maye lishe odin stupin svobodi dlya ocinki standartnogo vidhilennya V rezultati 95 dovirchogo intervalu dlya standartnogo vidhilennya znahoditsya v mezhah vid 0 45 SV do 31 9 SV i viglyadaye tak Pr q a 2 lt k s 2 s 2 lt q 1 a 2 1 a displaystyle Pr left q alpha 2 lt k frac s 2 sigma 2 lt q 1 alpha 2 right 1 alpha nbsp de q p displaystyle q p nbsp ye p im kvantilem rozpodilu hi kvadrat iz k stupenyami svobodi a 1 a displaystyle 1 alpha nbsp ye rivnem doviri Ce ye ekvivalentno nastupnomu virazu Pr k s 2 q 1 a 2 lt s 2 lt k s 2 q a 2 1 a displaystyle Pr left k frac s 2 q 1 alpha 2 lt sigma 2 lt k frac s 2 q alpha 2 right 1 alpha nbsp Iz k 1 q 0 025 0 000982 displaystyle q 0 025 0 000982 nbsp i q 0 975 5 024 displaystyle q 0 975 5 024 nbsp Obernene znachennya kvadratnih koreniv cih dvoh chisel dayut nam mnozhniki 0 45 i 31 9 vkazani vishe Bilsha sukupnist pri N 10 maye 9 stupeniv svobodi pri viznachenni standartnogo vidhilennya Takij samij rozrahunok yak navedeno vishe dozvolyaye otrimati sho v comu vipadku 95 DI znahoditsya v mezhah vid 0 69 SV do 1 83 SV Tomu navit pri sukupnosti vibirki rozmirom v 10 faktichne SV mozhe zalishatisya majzhe vdvichi bilshim nizh otrimane vibirkove SV Dlya sukupnosti vibirki N 100 ce zmenshuyetsya do 0 88 SV do 1 16 SV Abi buti vpevnenim sho vibirkove standartne vidhilennya blizke do faktichnogo neobhidno mati vibirku iz velikoyu kilkistyu tochok Ci zh formuli mozhna zastosuvati dlya otrimannya dovirchih intervaliv dlya dispersiyi zalishkiv dlya metodu najmenshih kvadrativ de k teper bude zadavati kilkist stupeniv svobodi dlya pohibki Sut standartnogo vidhilennya prikladi RedaguvatiRozglyanemo nastupnij priklad de ye dvi vibirki danih 4 1 2 3 4 5 235 103 3 100 250Z sukupnostej ochevidno sho voni rizni Yaksho porahuvati serednye arifmetichne to otrimayemo v oboh vipadkah 3 Prote v drugij vibirci dani bilshe rozsiyani dovkola centru a v pershomu vipadku bilshe skoncentrovani v centri Tomu kazhut sho v drugoyi vibirki velike standartne vidhilennya a v pershoyi neznachne Yaksho obchisliti dani vidhilennya to otrimayemo s1 1 6 a s2 186 Riznicya suttyeva Zdebilshogo vibirki ne vidriznyayutsya nastilki yak u poperednomu vipadku Napriklad pri provedenni ryadu vimiryuvan otrimali dvi vibirki 5 x1 10 15 20 25 30 40 45 50x2 10 28 28 30 30 32 32 50V oboh vipadkah seredni znachennya rivni 30 krim togo u nih odnakovi granici Prote s1 13 7 a s2 10 1 Tobto vidno sho pri odnakovih granicyah i shirini variaciyi dispersiya i standartne vidhilennya viyavlyayutsya neodnakovi na velichini cih pokaznikiv vplinuv riznij harakter variyuvannya oznak ob yekta inshimi slovami minlivist danih v vibirci Standartne vidhilennya v ryadi vipadkiv viyavlyayetsya krashim dlya vikoristannya nizh dispersiya z tiyeyi prichini sho vono virazhayetsya v tih samih odinicyah sho j serednya arifmetichna velichina Porivnyannya osoblivostej rozpodilu variant u riznih vibirkah lishe za pokaznikami normovanogo vidhilennya s nedostatno a inodi nemozhlive koli neobhidno porivnyuvati variacijni ryadi de oznaki vimiryuvalisya v riznih odinicyah vimiryuvannya napriklad odna vibirka masa lyudini v kilogramah a insha zrist lyudini v santimetrah Dlya takih porivnyan zastosovuyetsya vidnosnij pokaznik yakij poznachayetsya simvolom t i zvetsya normovanim vidhilennyam 6 Pravilo 3 h sigm RedaguvatiPravilo 3 h sigm 3 s displaystyle 3 sigma nbsp praktichno vsi znachennya normalno rozpodilenoyi vipadkovoyi velichini lezhat v intervali x 3 s x 3 s displaystyle left bar x 3 sigma bar x 3 sigma right nbsp Tochnishe ne mensh nizh iz 99 7 dostovirnistyu znachennya normalno rozpodilenoyi vipadkovoyi velichini lezhit u vkazanomu intervali za umovi sho velichina x displaystyle bar x nbsp dostemenno vidoma a ne otrimana v rezultati obrobki vibirki Yaksho istinne znachennya velichini nevidome to slid koristuvatisya ne s displaystyle sigma nbsp a s displaystyle s nbsp Takim chinom pravilo 3 h sigm peretvoritsya v pravilo troh s displaystyle s nbsp Interpretaciya i zastosuvannya RedaguvatiDokladnishe Dovirchij interval nbsp Priklad vibirok dvoh sukupnostej iz odnakovim serednim ale iz riznimi standartnimi vidhilennyami Chervonim pokazana sukupnist sho maye serednye znachennya 100 i standartne vidhilennya 10 sinim pokazano sukupnist iz serednim 100 i standartnim vidhilennyam 50 Veliki znachennya standartnogo vidhilennya oznachayut sho tochki mozhut buti rozpodileni daleko vid serednogo a mali znachennya standartnogo vidhilennya oznachayut sho tochki zoseredzheni blizko do serednogo znachennya vibirki Napriklad kozhna iz nastupnih troh sukupnostej 0 0 14 14 0 6 8 14 i 6 6 8 8 maye serednye znachennya 7 Yih standartni vidhilennya dorivnyuyut 7 5 i 1 vidpovidno Tretya sukupnist maye nabagato menshe standartne vidhilennya nizh inshi dvi oskilki vsi yiyi znachennya znahodyatsya blizko do znachennya 7 Vono matime ti sami odinici vimiryuvannya sho i sami dani vibirki Yaksho napriklad vibirka danih 0 6 8 14 predstavlyaye vik chotiroh ditej v rokah standartne vidhilennya dorivnyuvatime 5 rokam Inshij priklad sukupnist 1000 1006 1008 1014 mozhe oznachati vidstan yaku zdolali chotiri atleti v metrah Vona maye serednye znachennya v 1007 metriv i standartne vidhilennya v 5 metriv Standartne vidhilennya mozhe sluguvati miroyu neviznachenosti Napriklad u fizici otrimane standartne vidhilennya seriyi povtoryuvanih vimiryuvan viznachaye tochnist cih vimiryuvan Yaksho neobhidno prijnyati rishennya chi vidpovidayut vimiryuvannya teoretichnomu peredbachennyu standartne vidhilennya cih vimiryuvan maye ne abi yaku vazhlivist yaksho serednye znachennya vimiryuvan znahoditsya zanadto daleko vid peredbachuvanogo de vidstan vimiryuyetsya yak standartne vidhilennya todi jmovirno neobhidno pereglyanuti teoriyu sho pereviryayetsya Ce poyasnyuyetsya tim sho voni vihodyat za mezhi znachen yaki logichno povinni buli ochikuvatisya yakbi pripushennya bulo virnim i standartne vidhilennya viznachalosya b nalezhnim chinom Hocha standartne vidhilennya oznachaye naskilki daleko vid serednogo mozhut buti rozpodileni dani vimiryuvan isnuyut takozh i inshi miri Napriklad isnuye takozh serednye absolyutne vidhilennya yake mozhna rozglyadati yak bilsh pryamu miru serednoyi vidstani yaksho porivnyuvati iz standartnim vidhilennyam Priklad zastosuvannya Redaguvati Praktichne vikoristannya standartnogo vidhilennya dlya vibirki danih polyagaye v ocinci velichini togo na skilki voni vidhilyayutsya vid serednogo znachennya Eksperiment i perevirka gipotez Redaguvati Standartne vidhilennya chasto vikoristovuyetsya dlya porivnyannya realnih danih vimiryuvannya iz modellyu z metoyu yiyi perevirki Napriklad v zadachah virobnictva vaga virobiv sho vihodyat iz virobnichoyi liniyi povinna vidpovidati vstanovlenomu znachennyu Zvazhivshi deyaku chastku virobiv mozhna znajti znachennya serednoyi vagi yaka zavzhdi desho vidriznyatimetsya vid serednogo na velikij vibirci Rozrahuvavshi standartne vidhilennya mozhna otrimati minimalne i maksimalne znachennya v yakomu serednya vaga znahoditsya iz duzhe visokoyu jmovirnistyu 99 9 abo bilshe Yaksho vona vipadaye za ramki cih znachen todi proces virobnictva neobhidno vidlagoditi Statistichni testi podibni do cogo ye vazhlivimi koli testuvannya ye vidnosno dorogim Napriklad yaksho produkt neobhidno vidkriti zasushiti i zvazhiti abo yaksho v ramkah testu jogo neobhidno vikoristovuvati yakimos chinom V eksperimentalnij nauci zastosovuyut teoretichnu model realnosti U fizici elementarnih chastok tradicijno vikoristovuyut standartne vidhilennya v 5 sigm dlya perevirki vidkrittya 7 Ce oznachaye sho mozhe isnuvati odin shans na 3 5 miljoniv sho vipadkova fluktuaciya bude vidhilyatisya vid rezultatu Cej riven pravdopodibnosti neobhidno bulo pidtverditi abi mati zmogu stverdzhuvati sho chastka yaka vidpovidaye Bozonu Higgsa bula vidkrita u dvoh nezalezhnih eksperimentah v CERN 8 a takozh ce bulo miroyu vpevnenosti dlya ogoloshennya pro pershe viyavlennya gravitacijnih hvil 9 Pogoda Redaguvati V yakosti prostogo prikladu mozhna rozglyanuti serednodobovi maksimumi temperaturi dvoh mist odne z yakih znahoditsya v priberezhnij zoni a druge v glibini sushi Ce korisno dlya rozuminnya sho diapazon shodennih maksimumiv temperaturi u mistah bilya berega ye menshim nizh u mistah v seredini sushi Takim chinom hoch ci dva mista mozhut mati odnakovu serednyu maksimalnu temperaturu standartne vidhilennya shodennogo maksimumu temperaturi dlya priberezhnogo mista bude menshim nizh u mista v glibini sushi v bud yakij obranij den faktichna maksimalna temperatura skorishe za vse bude bilsh vidminnoyu vid serednoyi maksimalnoyi temperaturi u misti v glibini sushi na vidminu vid priberezhnoyi zoni Geometrichna interpretaciya Redaguvati Abi sklasti geometrichne uyavlennya ta roz yasnennya rozglyanemo sukupnist iz troh znachen x1 x2 x3 Voni viznachayut tochku P x1 x2 x3 v prostori R3 Rozglyanemo pryamu L r r r r R Ce golovna diagonal sho prohodit cherez pochatok koordinat Yaksho vsi tri nashi znachennya ye rivnimi todi standartne vidhilennya dorivnyuvatime nulyu i P lezhatime na pryamij L Takim chinom mozhna visunuti pripushennya sho standartne vidhilennya pov yazane iz vidstannyu tochki P do L Ce dijsno tak Abi vimiryati vidstan vid L ortogonalno do tochki P pochnemo z tochki M x x x displaystyle M overline x overline x overline x nbsp yiyi koordinati ye serednimi znachennyami z yakih mi pochnemo Vivedennya sho M x x x displaystyle M overline x overline x overline x nbsp M displaystyle M nbsp znahoditsya na L displaystyle L nbsp tomu M l l l displaystyle M l l l nbsp iz l R displaystyle l in textbf R nbsp Pryama L displaystyle L nbsp bude ortogonalnoyu vektoru vid tochki M displaystyle M nbsp do P displaystyle P nbsp Takim chinom L P M 0 r r r x 1 l x 2 l x 3 l 0 r x 1 l x 2 l x 3 l 0 r i x i 3 l 0 i x i 3 l 0 1 3 i x i l x l displaystyle begin aligned L cdot P M amp 0 r r r cdot x 1 l x 2 l x 3 l amp 0 r x 1 l x 2 l x 3 l amp 0 r sum limits i x i 3l amp 0 sum limits i x i 3l amp 0 frac 1 3 sum limits i x i amp l overline x amp l end aligned nbsp Rozrahunki pokazuyut sho vidstan mizh P i M sho ye ortogonalnoyu vidstannyu vid P do pryamoyi L i x i x 2 displaystyle sqrt sum limits i x i overline x 2 nbsp dorivnyuye standartnomu vidhilennyu vektoru x1 x2 x3 pomnozhenomu na kvadratnij korin vid kilkosti vimiriv vektora v danomu vipadku ce 3 Nerivnist Chebishova Redaguvati Dokladnishe Nerivnist ChebishovaSposterezhennya ridko vidhilyayetsya vid serednogo znachennya bilshe nizh na dekilka standartnih vidhilen Nerivnist Chebishova dovodit sho dlya vsih rozpodiliv dlya yakih viznacheno standartne vidhilennya kilkist sposterezhen sho znahodyatsya v diapazoni yake vidpovidaye chislu standartnih vidhilen vid serednogo znachennya bude stanoviti shonajmenshe taku kilkist v procentah yaku vkazano v takij tablici Vidstan vid serednogo Minimalna kilkist vid sukupnosti2 s displaystyle sqrt 2 sigma nbsp 50 2s 75 3s 89 4s 94 5s 96 6s 97 k s displaystyle k sigma nbsp 1 1 k 2 displaystyle 1 frac 1 k 2 nbsp 10 1 1 ℓ s displaystyle frac 1 sqrt 1 ell sigma nbsp ℓ displaystyle ell nbsp Pravila sho stosuyutsya normalno rozpodilenih velichin Redaguvati Centralna granichna teorema dovodit sho rozpodil serednogo dlya bagatoh nezalezhnih odnakovo rozpodilenih normalnih velichin pryamuye do normalnogo rozpodilu iz gustinoyu imovirnostej sho viznachayetsya yak f x m s 2 1 s 2 p e 1 2 x m s 2 displaystyle f x mu sigma 2 frac 1 sigma sqrt 2 pi e frac 1 2 left frac x mu sigma right 2 nbsp de m matematichne spodivannya vipadkovih velichin s dorivnyuye standartnomu vidhilennyu yih rozpodiliv rozdilenomu na n1 2 a n kilkist vipadkovih velichin Takim chinom standartne vidhilennya ye lishe zminnoyu masshtabuvannya yaka vkazuye naskilki shiroko roztyagnutoyu bude kriva rozpodilu hocha vono takozh z yavlyayetsya i v normuvalnij stalij en Yaksho rozpodil danih ye nablizhenim do normalnogo todi chastka danih yaki potraplyat v diapazon shirinoyu v z standartnih vidhilen vid serednogo zadayetsya tak Proportion erf z 2 displaystyle text Proportion operatorname erf left frac z sqrt 2 right nbsp de erf displaystyle scriptstyle operatorname erf nbsp funkciya pomilok Chastka danih yaki budut menshe abo dorivnyuvatimut dovilnomu znachennyu x zadayutsya za dopomogoyu kumulyativnoyi funkciyi rozpodilu imovirnostej Proportion x 1 2 1 erf x m s 2 1 2 1 erf z 2 displaystyle text Proportion leq x frac 1 2 left 1 operatorname erf left frac x mu sigma sqrt 2 right right frac 1 2 left 1 operatorname erf left frac z sqrt 2 right right nbsp 11 Yaksho rozpodil danih nablizhenij do normalnogo todi kilkist danih sho znahodyatsya v diapazoni odnogo standartnogo vidhilennya vid serednogo znachennya skladatime 68 procentiv vid usih danih matematichno cej interval opisuyetsya yak m s de m ce arifmetichne serednye blizko 95 procentiv znahodyatsya v mezhah dvoh standartnih vidhilen m 2s i blizko 99 7 procentiv znahodyatsya v mezhah troh standartnih vidhilen m 3s Ce vidomo yak pravilo 68 95 99 7 abo empirichne pravilo Dlya riznih znachen z procenti znachen yaki znahodyatsya v mezhah i za mezhami simetrichnogo intervalu CI zs zs ye takimi nbsp Procent v mezhah z nbsp z Procent v mezhah Dovirchij interval Chastka znachen u mezhah Chastka znachen poza mezhamiProcent Procent Chastka0 318 639s 25 75 3 40 674490 s 50 50 1 20 994458 s 68 32 1 3 1251s 68 2689492 31 7310508 1 3 15148721 281552 s 80 20 1 51 644854 s 90 10 1 101 959964 s 95 5 1 202s 95 4499736 4 5500264 1 21 9778952 575829 s 99 1 1 1003s 99 7300204 0 2699796 1 370 3983 290527 s 99 9 0 1 1 10003 890592 s 99 99 0 01 1 100004s 99 993666 0 006334 1 157874 417173 s 99 999 0 001 1 1000004 5s 99 999320 465 3751 0 000679 534 6249 3 4 1000 000 z kozhnogo boku vid serednogo znachennya 4 891638 s 99 9999 0 0001 1 1000 0005s 99 999942 6697 0 000057 3303 1 1744 2785 326724 s 99 99999 0 00001 1 10000 0005 730729 s 99 999999 0 000001 1 100000 0006s 99 999999 8027 0 000000 1973 1 506797 3466 109410 s 99 9999999 0 0000001 1 1000 000 0006 466951 s 99 999999 99 0 000000 01 1 10000 000 0006 806502 s 99 999999 999 0 000000 001 1 100000 000 0007s 99 999999 999 7440 0 000000 000 256 1 390682 215 445Div takozh Redaguvati nbsp Portal Matematika Centralnij moment Rozmah PromahDzherela RedaguvatiKartashov M V Imovirnist procesi statistika Kiyiv VPC Kiyivskij universitet 2007 504 s Gnedenko B V Kurs teorii veroyatnostej 6 e izd Moskva Nauka 1988 446 s ros Gihman I I Skorohod A V Yadrenko M V Teoriya veroyatnostej i matematicheskaya statistika Kiyiv Visha shkola 1988 436 s ros Posilannya Redaguvati Dodge Yadolah 2003 The Oxford Dictionary of Statistical Terms Oxford University Press ISBN 0 19 920613 9 Pearson Karl 1894 On the dissection of asymmetrical frequency curves Philosophical Transactions of the Royal Society A 185 71 110 Bibcode 1894RSPTA 185 71P doi 10 1098 rsta 1894 0003 Miller Jeff Earliest Known Uses of Some of the Words of Mathematics Standartnoe otklonenie Lakin G F Biometriya Ucheb posobie dlya biol spec vuzov M Vyssh shk 1990 352 s s 42 Kalinin M I Yelisyeyev V V Biometriya Pidruchnik dlya studentiv vuziv biologichnih i ekologichnih napryamkiv Mikolayiv Vid vo MF NaUKMA 2000 204 s C 50 51 nedostupne posilannya z lipnya 2019 CERN Accelerating science Public web cern ch Procitovano 10 serpnya 2013 CERN experiments observe particle consistent with long sought Higgs boson CERN press office Press web cern ch 4 lipnya 2012 Arhiv originalu za 25 bereznya 2016 Procitovano 30 travnya 2015 LIGO Scientific Collaboration Virgo Collaboration 2016 Observation of Gravitational Waves from a Binary Black Hole Merger Physical Review Letters 116 6 061102 Bibcode 2016PhRvL 116f1102A PMID 26918975 arXiv 1602 03837 doi 10 1103 PhysRevLett 116 061102 Ghahramani Saeed 2000 Fundamentals of Probability 2nd Edition Prentice Hall New Jersey p 438 Eric W Weisstein Distribution Function MathWorld A Wolfram Web Resource Procitovano 30 veresnya 2014 nbsp Ce nezavershena stattya z matematiki Vi mozhete dopomogti proyektu vipravivshi abo dopisavshi yiyi Otrimano z https uk wikipedia org w index php title Standartne vidhilennya amp oldid 39373730