方差计算公式为:D = E - [E]^2。
详细解释如下:
首先,理解方差和期望的概念。方差用于衡量数据的离散程度,期望则表示随机变量可能的取值与其概率的加权平均。已知随机变量X的期望E,表示X的平均可能取值。而E则表示X的平方的期望值,即X取各个可能值时的平方的加权平均。
其次,推导方差公式,第一步是基于方差的定义:数据点到其均值的距离平方的平均值。假设数据集中的每个数值都是随机变量X的取值,这些数值与整体均值)之间的差的平方,可以理解为每个数据点与期望的偏离程度的度量。因此,整体的方差是这些平方差的平均值或期望值。为了求得这个平均值,需要计算所有可能取值的平方与对应概率的加权和,即E[)^2]。根据数算规则展开,可得到方差计算公式中涉及到的两项:平方差项的期望值和期望的平方。进一步推导可得到方差公式为D = E[)^2]。这进一步推导可得 D = E - [E]^2。前者代表整个数据集中数据与均值差的平方的期望值,后者代表均值的平方的期望值。两者之差即为方差公式所表达的内容。
最后,通过这一公式,我们可以更准确地描述随机变量X与其期望值的偏离程度,即数据的离散程度和波动情况,为统计分析和决策提供了重要依据。