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標準差與變異數函式全整理:STDEV.S、STDEV.P、VAR.S、VAR.P 與 A 結尾的版本

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STDEV、STDEV.S、STDEV.P、STDEVP、VAR 系列共 14 個離散程度函式,說明樣本與母體差在哪、舊名稱對應哪個新名稱、STDEVA/VARA 怎麼處理文字,另外補上 AVEDEV 與 DEVSQ。用同一組 8 天銷量算出每個數字。

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標準差、變異數的函式名稱多到有點誇張:STDEV、STDEV.S、STDEV.P、STDEVP、STDEVA,變異數那邊又複製一輪。這篇一次把它們整理起來,講清楚樣本和母體差在哪、舊名字對應哪個新名字,以及 A 結尾的版本遇到文字會怎麼辦。

我自己的習慣很簡單:資料是抽樣來的就用 STDEV.S,是全部就用 STDEV.P,其他十幾個名字看到會認得就好。平均數、中位數這些「中心」的函式在 平均數會說謊 和 描述統計進階函式 講過,這篇只看資料「散得多開」。

範例資料

三篇統計函式整理共用同一份資料:一間茶飲店 8 天的氣溫、冰紅茶銷量與評分,放在 A 到 D 欄,第 1 列是標題。這篇主要用 B 欄和 C 欄:

氣溫(°C)銷量(杯)銷量(含休息日)評分
2237374
2545455
2752523
2441休息5
3063634
3378782
2958584
3163635

C 欄的第 4 天店休,儲存格裡是文字「休息」,用來看 A 結尾的函式怎麼處理文字。

先手算一次

8 天銷量的平均是 54.625。每一天跟平均的差是:

銷量與平均的差差的平方
37−17.625310.640625
45−9.62592.640625
52−2.6256.890625
41−13.625185.640625
638.37570.140625
7823.375546.390625
583.37511.390625
638.37570.140625

差的平方加總是 1293.875。把它除以 n 就是母體變異數,除以 n − 1 就是樣本變異數,變異數開根號就是標準差:

  • 母體變異數:1293.875 ÷ 8 = 161.7344
  • 樣本變異數:1293.875 ÷ 7 = 184.8393
  • 母體標準差:√161.7344 = 12.7175
  • 樣本標準差:√184.8393 = 13.5956

後面每個函式的結果都可以對回這幾個數字。

怎麼選

想算什麼樣本(抽樣資料)母體(全部資料)舊名稱
標準差STDEV.SSTDEV.PSTDEV、STDEVP
變異數VAR.SVAR.PVAR、VARP
標準差,文字當 0STDEVASTDEVPA無
變異數,文字當 0VARAVARPA無

AVEDEV(平均絕對離差)和 DEVSQ(離差平方和)是兩個不同的統計量,沒有樣本與母體的分別,所以不在上面這張表裡,後面各有一節說明。

樣本和母體的差別:8 天的銷量如果只是從一整年裡抽出來看,就是樣本,要除以 n − 1 補償抽樣造成的低估。如果這 8 天就是我想分析的全部,就是母體,除以 n。

標準差

STDEV.S

樣本標準差,除以 n − 1。

語法:

  • 值:數字、儲存格或範圍。範圍裡的文字與空白會被略過。至少要有 2 個數字,少於 2 個會得到 #DIV/0!。
Google 試算表公式
fx

8 天銷量的樣本標準差

=STDEV.S(B2:B9)

結果是 13.5956,跟手算的 √184.8393 一樣。

STDEV

跟 STDEV.S 是同一件事,是舊版名稱,Sheets 仍然保留。

語法:

Google 試算表公式
fx

舊名稱 STDEV

=STDEV(B2:B9)

結果一樣是 13.5956。新寫的公式我會用 STDEV.S,一看就知道是樣本。看到別人的表單裡有 STDEV,把它當樣本標準差讀就對了。

STDEV.P

母體標準差,除以 n。

語法:

Google 試算表公式
fx

8 天銷量的母體標準差

=STDEV.P(B2:B9)

結果是 12.7175,比樣本標準差小一點。資料筆數越少,兩者差得越多。

STDEVP

STDEV.P 的舊名稱,結果相同。

語法:

Google 試算表公式
fx

舊名稱 STDEVP

=STDEVP(B2:B9)

結果是 12.7175。

變異數

VAR.S

樣本變異數,除以 n − 1。變異數的單位是原單位的平方,所以這邊是「杯的平方」,比較難直接解讀,通常拿來當中間值。

語法:

Google 試算表公式
fx

8 天銷量的樣本變異數

=VAR.S(B2:B9)

結果是 184.8393,等於 1293.875 ÷ 7。

VAR

VAR.S 的舊名稱。

語法:

Google 試算表公式
fx

舊名稱 VAR

=VAR(B2:B9)

結果是 184.8393。

VAR.P

母體變異數,除以 n。

語法:

Google 試算表公式
fx

8 天銷量的母體變異數

=VAR.P(B2:B9)

結果是 161.7344,等於 1293.875 ÷ 8。

VARP

VAR.P 的舊名稱。

語法:

Google 試算表公式
fx

舊名稱 VARP

=VARP(B2:B9)

結果是 161.7344。

A 結尾:文字也算進去

A 結尾的四個函式,跟前面同名的差別只在處理文字:範圍裡的文字當 0 算進去,TRUE 當 1,FALSE 當 0。前面那幾個會把文字略過。

先看略過的結果。C 欄第 4 天是文字「休息」, 只用其他 7 個數字,結果是 13.4271。

STDEVA

樣本標準差,文字當 0。

語法:

Google 試算表公式
fx

含休息日,文字當 0 的樣本標準差

=STDEVA(C2:C9)

「休息」變成 0,8 天的平均是 49.5,差的平方和是 3882,除以 7 開根號,得到 23.5493。跟略過文字的 13.4271 差了不少,因為 0 離其他天的銷量很遠,把離散程度拉得很大。

STDEVPA

母體標準差,文字當 0。

語法:

Google 試算表公式
fx

含休息日,文字當 0 的母體標準差

=STDEVPA(C2:C9)

差的平方和 3882 除以 8 再開根號,得到 22.0284。

VARA

樣本變異數,文字當 0。

語法:

Google 試算表公式
fx

含休息日,文字當 0 的樣本變異數

=VARA(C2:C9)

3882 ÷ 7 得到 554.5714。

VARPA

母體變異數,文字當 0。

語法:

Google 試算表公式
fx

含休息日,文字當 0 的母體變異數

=VARPA(C2:C9)

3882 ÷ 8 得到 485.25。

坦白說,我自己幾乎沒用過 A 結尾的版本。資料裡混了文字,我通常會先決定那個儲存格應該是 0 還是空白,再用一般版本,這樣意思比較清楚。

其他的離散指標

AVEDEV

每個值與平均的絕對差,再取平均,不用平方,所以不會特別放大離群值。

語法:

Google 試算表公式
fx

8 天銷量的平均絕對離差

=AVEDEV(B2:B9)

手算:17.625 + 9.625 + 2.625 + 13.625 + 8.375 + 23.375 + 3.375 + 8.375 = 87,除以 8 得到 10.875。它比標準差 12.7175 小,因為平方會讓大的差距更突出。

DEVSQ

每個值與平均的差的平方和,也就是前面表格最後加總的 1293.875。標準差和變異數的分子就是它,相關與迴歸的算式裡也常看到。

語法:

Google 試算表公式
fx

8 天銷量的離差平方和

=DEVSQ(B2:B9)

結果是 1293.875。想自己驗證 VAR.S,用 ,會得到跟 VAR.S 一樣的 184.8393。

下一篇 相關與迴歸函式 會用同一份資料看氣溫跟銷量的關係。

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#標準差#變異數#離散程度#樣本與母體
喜特先生 Mr. Sheet

喜特先生 Mr. Sheet

數據分析師/商業分析師

八年工作經驗,跨不同業界解決數據需求。做過的案例都整理在作品集。

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