数理统计中的矩涉及基本计算。这些计算可用于找到概率分布的均值、方差和偏度。
假设我们有一组数据,共有n个离散点。一个重要的计算,实际上是几个数字,叫做sth矩。值为x1、x2、x3…的数据集的sth矩,xn由以下公式给出:
(x1s+x2s+x3s+…+xns)/n
使用这个公式需要我们小心操作顺序。我们需要先做指数,相加,然后除以数据值的总数。
“瞬间”一词取自物理学。在物理学中,点质量系统的力矩是用与上述公式相同的公式计算的,该公式用于求点的质心。在统计学中,值不再是质量,但正如我们将看到的,统计中的矩仍然测量相对于值中心的某些东西。
首先,我们设置s=1。因此,第一个力矩的公式为:
(x1x2+x3+…+xn)/n
这与样本平均值的公式相同。
值1,3,6,10的一阶矩为(1+3+6+10)/4=20/4=5。
第二个时刻,我们将s=2。第二个力矩的公式为:
(x12+x22+x32+…+xn2)/n
值1,3,6,10的二阶矩为(12+32+62+102)/4=(1+9+36+100)/4=146/4=36.5。
第三个时刻,我们将s=3。第三个力矩的公式为:
(x13+x23+x33+…+xn3)/n
值1,3,6,10的三阶矩为(13+33+63+103)/4=(1+27+216+1000)/4=1244/4=311。
更高的力矩可以用类似的方法计算。只需将上述公式中的s替换为表示所需力矩的数字。
一个相关的概念是关于中庸的某个时刻。在此计算中,我们执行以下步骤:
关于值x1,x2,x3,…,xn的平均m的sth力矩公式如下所示:
ms=((x1-m)s+(x2-m)s+(x3-m)s+…+(xn-m)s)/n
关于平均值的第一个时刻总是等于零,无论我们使用的数据集是什么。这可以从以下几点看出:
m1=((x1-m)+(x2-m)+(x3-m)+…+(xn-m))/n=((x1+x2+x3++…+xn)-nm)/n=m-m=0。
关于平均值的第二个力矩由上述公式通过设置=2获得:
m2=((x1-m)2+(x2-m)2+(x3-m)2+…+(xn-m)2)/n
此公式与样本方差的公式等效。
例如,考虑集合1, 3, 6,10。我们已经计算出这组数据的平均值为5。从每个数据值中减去该值,以获得以下差值:
我们将这些值进行平方运算,然后将它们相加:(-4)2+(-2)2+12+52=16+4+1+25=46。最后将该数字除以数据点的数量:46/4=11.5
如上所述,第一个矩是平均值,关于平均值的第二个矩是样本方差。Karl Pearson介绍了关于平均值的第三矩在计算偏度时的使用,以及关于平均值的第四矩在计算峰度时的使用。
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