统计学:正态分布

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例子问题

问题1:描述性统计

一个学生得了AScholastic Assessment Test (SAT)的成绩。大学招生委员会不知道考试的分数;然而,他们知道考试成绩是正态分布。他们也知道参加测试的学生的平均分数和标准偏差。

利用这些信息,判断学生在SAT考试中是否取得好成绩。

可能的答案:

这个学生的成绩非常好,超过了平均值的两个标准差。

这个学生的分数是平均的:接近平均值。

这名学生的分数很低:低于平均值的一个标准差。

这名学生的成绩很好,超过了平均水平的一个标准差。

这个学生的分数非常低:低于平均值的两个标准差。

正确答案:

这个学生的成绩非常好,超过了平均值的两个标准差。

解释:

为了解决这个问题,让我们考虑概率和正态钟形曲线分布。假设所有事件都是等可能的,则概率计算公式如下:

当某一特定事件的某一特定人群的概率被计算出来时,可以用频率图或直方图来表示。如果它们形成一个标准分布,那么图将形成以下形状:

Normaldistribution

这种形状被称为钟形曲线。在这条曲线中,平均数被称为算术平均数,并用峰值表示。平均值改变了图形的位置。如果平均值增加或减少,则图形分别向右或向左移动。平均值记为:

另一方面,标准偏差是计算每个值偏离均值的平均量的计算。当改变标准偏差时,图形的形状被改变。当标准偏差降低时,图形更高,更薄。同样,当标准偏差增加时,该图变短而宽。重要的是要注意,正常人口中的所有值的99.7%存在于平均值上方和下方的三个标准偏差之间。它使用以下注释表示:

现在我们已经讨论了钟曲线的组件,让我们考虑问题所呈现的场景。

我们知道测试得分的分布遵循正常曲线。我们还知道以下值:

我们应该首先将数据绘制在一个曲线图上,曲线图的形状是一个钟形曲线,有三个标准差。

缎面

我们知道该学生的分数如下:

再计算高于均值两个标准差。

该学生的得分非常好:高于平均值的两个标准差。请注意,在图形的这一点上,曲线的尾部更靠近水平轴或x轴。这意味着考得这么高的学生越来越少了。换句话说,这个学生表现得很好。

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