方差公式【数论】

对于今天打的一道题,非常有感想,然后花了很久很久打了这个函数超多的方差公式。。。

哎,来吧来吧


推导

首先我们知道方差的公式是:
K = ( ∑ i = 1 m ( x i − p ) 2 ) / m K=(\sum^{m}_{i=1}(x_{i}-p)^2)/m K=(i=1m(xip)2)/m

( x i − p ) 2 (x_{i}-p)^2 (xip)2 拆开,可以得到
K = ( ∑ i = 1 m ( x i 2 − x i ∗ p − x i ∗ p + p 2 ) ) / m K=(\sum^{m}_{i=1}(x_{i}^2-x_{i}*p-x_{i}*p+p^2))/m K=(i=1m(xi2xipxip+p2))/m也就是

K = ( ∑ i = 1 m ( x i 2 − 2 ∗ x i ∗ p + p 2 ) ) / m K=(\sum^{m}_{i=1}(x_{i}^2-2*x_{i}*p+p^2))/m K=(i=1m(xi22xip+p2))/m
再把 ∑拆开,就可以得到

K = ∑ i = 1 m x i 2 / m − 2 ∗ ( ∑ i = 1 m x i ) ∗ p / m + p 2 K=\sum^{m}_{i=1}x_{i}^2/m-2*(\sum^{m}_{i=1}x_{i})*p/m+p^2 K=i=1mxi2/m2(i=1mxi)p/m+p2

A = ∑ i = 1 m x i 2 , B = ∑ i = 1 m x i A=\sum^{m}_{i=1}x_{i}^2 , B=\sum^{m}_{i=1}x_{i} A=i=1mxi2,B=i=1mxi
又知道 p = ∑ i = 1 m x i m p=\frac{\sum^{m}_{i=1}x_{i}}{m} p=mi=1mxi ,即 p = B m p=\frac{B}{m} p=mB

再把这个式子带入,得

K = A / m − 2 B 2 m 2 + ( B m ) 2 K=A/m-2\frac{B^2}{m^2}+(\frac{B}{m})^2 K=A/m2m2B2+(mB)2

再化简,得

K = A / m − 2 B 2 m 2 + B 2 m 2 K=A/m-2\frac{B^2}{m^2}+\frac{B^2}{m^2} K=A/m2m2B2+m2B2

K = A / m − B 2 m 2 K=A/m-\frac{B^2}{m^2} K=A/mm2B2


例题:图书馆

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