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變異系數(shù)

變異系數(shù)

(2013-02-27 23:36:09)
  方差(或標(biāo)準(zhǔn)差)反映了隨機變量取值的波動程度,但在比較兩個隨機變量波動性大小時,如果僅看方差(或標(biāo)準(zhǔn)差)有時會產(chǎn)生不合理的現(xiàn)象。產(chǎn)生的原因有:1)隨機變量取值有量綱,不同量綱的兩個隨機變量進行比較沒有實際的意義。2)即使量綱相同,取值的大小也有一個相對性的問題,取值較大的隨機變量也允許有更大的方差(標(biāo)準(zhǔn)差)。
  為此,為比較兩個隨機變量的波動性大小時,使用如下的變異系數(shù)進行比較更合理。
   變異系數(shù)定義為C_v(X)=sigma(X)/E(X)為X的變異系數(shù)。
下面的資料來源于維基百科:
  概率論統(tǒng)計學(xué)中,變異系數(shù),又稱“離散系數(shù)”,是概率分布離散程度的一個歸一化量度,其定義為標(biāo)準(zhǔn)差
平均值
之比。

變異系數(shù)只在平均值不為零時有定義,而且一般適用于平均值大于零的情況。變異系數(shù)也被稱為標(biāo)準(zhǔn)離差率單位風(fēng)險。

    變異系數(shù)只對由比率標(biāo)量計算出來的數(shù)值有意義。舉例來說,對于一個氣溫的分布,使用開爾文攝氏度來計算的話并不會改變標(biāo)準(zhǔn)差的值,但是溫度的平均值會改變,因此使用不同的溫標(biāo)的話得出的變異系數(shù)是不同的。也就是說,使用區(qū)間標(biāo)量得到的變異系數(shù)是沒有意義的。

 

變異系數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)差

優(yōu)點

   比起標(biāo)準(zhǔn)差來,變異系數(shù)的好處是不需要參照數(shù)據(jù)的平均值。變異系數(shù)是一個無量綱量,因此在比較兩組量綱不同或均值不同的數(shù)據(jù)時,應(yīng)該用變異系數(shù)而不是標(biāo)準(zhǔn)差來作為比較的參考。

[編輯]缺陷

  1. 當(dāng)平均值接近于0的時候,微小的擾動也會對變異系數(shù)產(chǎn)生巨大影響,因此造成精確度不足。
  2. 變異系數(shù)無法發(fā)展出類似于均值的置信區(qū)間的工具。

應(yīng)用

變異系數(shù)在概率論的許多分支中都有應(yīng)用,比如說在更新理論排隊理論可靠性理論中。在這些理論中,指數(shù)分布通常比正態(tài)分布更為常見。

由于指數(shù)分布的標(biāo)準(zhǔn)差等于其平均值,所以它的變異系數(shù)等于一。變異系數(shù)小于一的分布,比如愛爾朗分布稱為低差別的,而變異系數(shù)大于一的分布,如超指數(shù)分布則被稱為高差別的。

下面的來自百度百科:

 

定義

變異系數(shù)是級差標(biāo)準(zhǔn)差方差一樣都是反映數(shù)據(jù)離散程度的絕對值,其數(shù)據(jù)大小不僅受變量值離散程度的影響,而且還受變量值平均水平大小的影響。一般來說,變量值平均水平高,其離散程度的測度值也大,反之越小。
變異系數(shù)是衡量資料中各觀測值變異程度的另一個統(tǒng)計量。當(dāng)進行兩個或多個資料變異程度的比較時,如果度量單位與平均數(shù)相同,可以直接利用標(biāo)準(zhǔn)差來比較。如果單位和(或)平均數(shù)不同時,比較其變異程度就不能采用標(biāo)準(zhǔn)差,而需采用標(biāo)準(zhǔn)差與平均數(shù)的比值(相對值)來比較。標(biāo)準(zhǔn)差與平均數(shù)的比值稱為變異系數(shù),記為C·V。變異系數(shù)可以消除單位和(或)平均數(shù)不同對兩個或多個資料變異程度比較的影響。
已知某良種豬場長白成年母豬平均體重為190kg,標(biāo)準(zhǔn)差為10.5kg,而大約克成年母豬平均體重為196kg,標(biāo)準(zhǔn)差為8.5kg,試問兩個品種的成年母豬,那一個體重變異程度大。
此例觀測值雖然都是體重,單位相同,但它們的平均數(shù)不相同,只能用變異系數(shù)來比較其變異程度的大小。
由于,長白成年母豬體重的變異系數(shù):C.V = 10.5 / 190 * 100% = 5.53%
大約克成年母豬體重的變異系數(shù):C.V = 8.5 / 196 * 100% = 4.34%
所以,長白成年母豬體重的變異程度大于大約克成年母豬。
注意,變異系數(shù)的大小,同時受平均數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)差兩個統(tǒng)計量的影響,因而在利用變異系數(shù)表示資料的變異程度時,最好將平均數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)差也列出。
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