Lägg till som läxa
Lägg till som stjärnmärkt
Frågor hjälpmarkerade!
Alla markeringar försvinner.
KURSER /
Matematik 2
/ Statistik
Standardavvikelse
Innehåll
Standardavvikelse är ett spridningsmått som beskriver hur mätdata avviker från medelvärdet. I den här genomgången lär du dig både hur detta spridningsmått fungerar samt hur du för hand kan räkna ut det.
Varians
För att kunna beräkna standardavvikelsen behöver man även beräkna variansen. Variansen är ett medelvärde av hur mycket observationsvärdena i kvadrat skiljer sig från undersökningens medelvärde.
Variansen beräknas genom att du först beräknar varje observationsvärdes avvikelse mot medelvärdet, kvadrerar den differensen och sedan summerar alla dessa avvikelser i kvadrat. Du dividerar sedan med antalet observationsvärden $-1$−1.
Då varje avvikelse är differensen mellan observationsvärdet $x_n$xn och medelvärdet $\overline{x}$x skriver vi variansen med följande kvot.
Anledningen till att man kvadrerar avvikelsen är att man vill få alla avvikelser till positiva värden. Det gör man för att undvika att positiva och negativa värden på avvikelser tar ut varandra. Att man tar $-1$−1 i nämnaren beror på att det har visat sig stämma bättre med avvikelsen i den totala populationen om man gör det. Har man däremot gjort en totalundersökning utan att behöva göra ett stickprov dividerar man med bara n.
Exempel 1
Stina vet att medelvärde är $\overline{x}=4$x=4. Hur stor är variansen för datamängden $2,\text{ }2,\text{ }5$2, 2, 5 och $7$7?
Lösning
Vi beräknar variansen med formeln ovan. Vi vet att $\overline{x}=5$x=5 och $n=4$n=4 då vi har fyra värden i datamängden.
$\text{Varians}=$Varians= $\frac{(2-4)^2+(2-4)^2+(5-4)^2+(7-4)^2}{4-1}=$(2−4)2+(2−4)2+(5−4)2+(7−4)24−1 = $\frac{(-2)^2+(-2)^2+1^2+3^2}{3}=$(−2)2+(−2)2+12+323 = $\frac{4+4+1+9}{3}=\frac{18}{3}\approx$4+4+1+93 =183 ≈$6$6
Variansen är ca $6$6.
Standardavvikelse
Nästa steg är att beräkna själva standardavvikelsen. När du väl har variansen är detta mycket enkelt. Man tar helt enkelt bara roten ur variansen (vilket kan kännas logiskt med tanke på att vi tidigare kvadrerade värdena på avvikelserna).
Lägger man ihop dessa formler så får man
Vi kan sammanfatta metoden att beräkna standardavvikelsen i en undersökning så här:
- Beräkna medelvärdet av undersökningens resultat
- Beräkna varje observationsvärdes avvikelse från medelvärdet
- Kvadrera alla avvikelse-värden och summera dessa
- Beräkna variansen
- Beräkna standardavvikelsen
Exempel 2
Stina vet att medelvärde är $\overline{x}=4$x=4 . Hur stor är standardavvikelsen för datamängden $2,\text{ }2,\text{ }5$2, 2, 5 och $7$7?
Lösning
I exempel 1 beräknade vi att variansen var $6$6. Vi repeterar.
$\text{Varians}=$Varians= $\frac{(2-4)^2+(2-4)^2+(5-4)^2+(7-4)^2}{4-1}=$(2−4)2+(2−4)2+(5−4)2+(7−4)24−1 = $6$6
Eftersom att standardavvikelsen motsvarar $s=\sqrt{\text{variansen}}$s=√variansen kan vi nu enkelt beräkna standardavvikelsen.
$s=\sqrt{6}\approx2,4$s=√6≈2,4
Vad innebär detta? Jo, att den genomsnittliga avvikelsen från medelvärdet $\overline{x}=4$x=4 på datamängden $2,\text{ }2,\text{ }5$2, 2, 5 och $7$7 är ca $2,4$2,4. Två stycken värden har exakt avvikelsen två. Men ett har bara avvikelsen ett och en annan tre. Det ger att det genomsnittliga avvikelsen är större än två, nämligen $2,4$2,4.
Använda digitala hjälpmedel för beräkning av standardavvikelse
För en större datamängd förväntas du aldrig beräkna standardavvikelsen för hand. Detta är ett typexempel på när räknaren eller datorn kommer väl till pass. Se lektion: Digitala metoder för att bestämma spridningsmått
När du skriver in datamängd i ditt digitala verktyg får du två olika standardavvikelser
$s$s – standardavvikelsen i ett stickprov (som beräknas med formeln ovan)
$\sigma$σ – standardavvikelsen om datamängden utgör en totalpopulation (samma formel med skillnaden att man dividerar med n och inte $n-1$n−1 )
I denna lektion tänker vi att du i huvudsak använder ett digitalt hjälpmedel för att göra dina beräkningar, men du behöver även känna till hur dessa beräkningarna görs.
Exempel 2
Tabellen nedan visar vikten av fem godispåsar. Beräkna standardavvikelsen.
Lösning
Vi skriver in vår datamängd och ber vårt digitala verktyg beräkna standardavvikelsen. Här har vi använt GeoGebra.
I lektionen Digitala metoder för att bestämma spridningsmått kan du se hur du bestämmer standardavvikelsen steg för steg.
Vi läser av standardavvikelsen $s$s till ca $14,1$14,1.
Om du ska göra det förhand gör du så här.
Vi börjar med att bestämma medelvärdet.
$\text{Medelvärdet}_A$MedelvärdetA $=\frac{200+196+202+225+187}{5}=$=200+196+202+225+1875 = $202$202
Sätter vi sedan in alla värden direkt får vi att
$S=$S= $\sqrt{\frac{(200-202)^2+(196-202)^2+(202-202)^2+(225-202)^2+(187-202)^2}{5-1}}$√(200−202)2+(196−202)2+(202−202)2+(225−202)2+(187−202)25−1 $\approx$≈ $14,1$14,1
Men det kan vara vist att dela upp det i steg till att börja med för att inte få fel.
Beräkna i så fall först differensen mellan alla värden och medelvärdet, det vi kallas avvikelserna, och kvadrera dem.
$(200-202)^2=\left(-2\right)^2=4$(200−202)2=(−2)2=4
$(196-202)^2=\left(-6\right)^2=36$(196−202)2=(−6)2=36
$(202-202)^2=0$(202−202)2=0
$(225-202)^2=23^2=529$(225−202)2=232=529
$(187-202)^2=\left(-15\right)^2=225$(187−202)2=(−15)2=225
för att sedan addera dem
$4+36+0+529+225=794$4+36+0+529+225=794
och dividera med antalet observationer minus ett
$\text{Variansen}=$Variansen= $\frac{4+36+0+529+225}{5-1}=$4+36+0+529+2255−1 = $198,5$198,5
Nästa steg är att dra roten ur variansen för att få standardavvikelsen.
$S=\sqrt{198,5}\approx14,1$S=√198,5≈14,1
Standardavvikelsen är ca $14,1$14,1.
Som du märker är det både tidskrävande och lätta för slarvfel när detta görs förhand, så se till att lära dig hur du gör dem ett digitalt hjälpmedel.
Exempel i videon
- Per har ett fint jordgubbsland och registrerar sin totala skörd i kg under sex år. Medelvärdet blir $51$51 kg. Se tabell för data kring skördarna.
- Beräkna standardavvikelsen för följande datamängd: $11,\text{ }12,\text{ }15,\text{ }8,\text{ }9$11, 12, 15, 8, 9.
- För att mäta spridning av antalet mördarsniglar (spansk skogssnigel) i en trädgård mäter man frekvensen av antal sniglar med olika längd och får datan nedan (se video). Beräkna medelvärde, avvikelser, varians och standardavvikelse.
Kommentarer
██████████████████████████
████████████████████████████████████████████████████
e-uppgifter (6)
-
1. Premium
Bestäm standardavvikelsen om variansen är $4900$4900.
Svar:Ditt svar:Rätt svar:(Korrekta varianter)Ger rätt svar {[{correctAnswer}]}Bedömningsanvisningar/Manuell rättningRätta själv Klicka i rutorna och bedöm ditt svar.-
-
Rättad
-
+1
-
Rättad
Liknande uppgifter: Matematik 2 Standardavvikelse statistik variansRättar...2. Premium
Bestäm variansen om standardavvikelsen är $8$8.
Svar:Ditt svar:Rätt svar:(Korrekta varianter)Ger rätt svar {[{correctAnswer}]}Bedömningsanvisningar/Manuell rättningRätta själv Klicka i rutorna och bedöm ditt svar.-
-
Rättad
-
+1
-
Rättad
Liknande uppgifter: Standardavvikelse statistik variansRättar...3. Premium
Bertil skriver upp hur många timmar han jobbat varje dag under en vecka. Bestäm standardavvikelsen för hans arbetstid utifrån detta stickprov.
Lös uppgiften både förhand och med ett digitalt hjälpmedel och svara med en decimals noggrannhet.
Svar:Ditt svar:Rätt svar:(Korrekta varianter)Ger rätt svar {[{correctAnswer}]}Bedömningsanvisningar/Manuell rättningRätta själv Klicka i rutorna och bedöm ditt svar.-
-
Rättad
-
+1
-
Rättad
Liknande uppgifter: Standardavvikelse statistik variansRättar...Din skolas prenumeration har gått ut!Din skolas prenumeration har gått ut!4. Premium
Tabellen nedan visar stickprovsvärden för två olika statistiska material.
Beräkna standardavvikelsen för de två stickproven med hjälp av ditt digitala verktyg och ange den största standardavvikelsen.
Ange varet avrundat till heltal.
Svar:Ditt svar:Rätt svar:(Korrekta varianter)Ger rätt svar {[{correctAnswer}]}Bedömningsanvisningar/Manuell rättningRätta själv Klicka i rutorna och bedöm ditt svar.-
-
Rättad
-
+1
-
Rättad
Liknande uppgifter: Standardavvikelse statistikRättar...5. Premium
När man vill beräkna standardavvikelsen kan man använda denna formel.
$S=$S= $\sqrt{\frac{(x_1-\overline{x})^2+(x_2-\overline{x})^2+…+(x_n-\overline{x})^2}{n-1}}$√(x1−x)2+(x2−x)2+…+(xn−x)2n−1
Under rottecknet får man en kvot där täljaren motsvarar summan av avvikelserna i kvadrat. Varje avvikelse får man genom att kvadrerar differensen mellan ett observationsvärde och medelvärdet.
Varför gör man så här, i stället för att bara använda summan av avvikelserna utan att kvadrera dem?
Bedömningsanvisningar/Manuell rättningRätta själv Klicka i rutorna och bedöm ditt svar.-
-
Rättad
-
+1
-
Rättad
Liknande uppgifter: Standardavvikelse statistikRättar...6. Premium
Efter en sommarvecka undersöker man hur mycket temperaturen avvek i grader från medelvärdet under veckan och fick att på måndagen var det fem grader kallare än snitt-temperaturen, på tisdagen $1$1 grad kallare osv, se bilden nedan.
Bestäm variansen i undersökningen med en decimals noggrannhet.
Bilden visar alltså avvikelserna var dag och inte temperaturen.
Svar:Ditt svar:Rätt svar:(Korrekta varianter)Ger rätt svar {[{correctAnswer}]}Bedömningsanvisningar/Manuell rättningRätta själv Klicka i rutorna och bedöm ditt svar.-
-
Rättad
-
+1
-
Rättad
Liknande uppgifter: Standardavvikelse statistik variansRättar...c-uppgifter (3)
-
7. Premium
Bestäm standardavvikelsen för följande mätresultat som redovisas i stapeldiagrammet nedan.
Ange med en decimals noggrannhet.
Svar:Ditt svar:Rätt svar:(Korrekta varianter)Ger rätt svar {[{correctAnswer}]}Bedömningsanvisningar/Manuell rättningRätta själv Klicka i rutorna och bedöm ditt svar.-
-
Rättad
-
+1
-
Rättad
Liknande uppgifter: Standardavvikelse statistikRättar...8. Premium
Ett företag hade gjort en statistisk undersökning men var missnöjda med resultatet.
Man mätte både medelvärdet och standardavvikelsen.Chefen gav instruktioner om att addera $1000$1000 poäng till alla insamlade värden och räkna om uppgifterna. -”På så sätt kommer vi kunna uppvisa både högre medelvärde och större standardavvikelse,” sa chefen. Vad anser du?
Bedömningsanvisningar/Manuell rättningRätta själv Klicka i rutorna och bedöm ditt svar.-
-
Rättad
-
+1
-
Rättad
Liknande uppgifter: Matematik 2 Standardavvikelse statistikRättar...9. Premium
Bestäm standardavvikelsen för mätresultatet som redovisas i stapeldiagrammet nedan.
Ange svaret med en decimals noggrannhet.
Svar:Ditt svar:Rätt svar:(Korrekta varianter)Ger rätt svar {[{correctAnswer}]}Bedömningsanvisningar/Manuell rättningRätta själv Klicka i rutorna och bedöm ditt svar.-
-
Rättad
-
+1
-
Rättad
Liknande uppgifter: Standardavvikelse statistikRättar...a-uppgifter (1)
-
10. Premium
Vid en undersökning får man medelvärdet $350$350 och standardavvikelsen $30$30.
Din lärare säger att om du subtraherar alla observationer med $x$x och därefter dividerar dem med $y$y kommer du istället få medelvärdet $100$100 och standardavvikelsen $10$10.
Vilka värden har $x$x och $y$y?
Svar:Ditt svar:Rätt svar:(Korrekta varianter)Ger rätt svar {[{correctAnswer}]}Bedömningsanvisningar/Manuell rättningRätta själv Klicka i rutorna och bedöm ditt svar.-
-
Rättad
-
+1
-
Rättad
Liknande uppgifter: problemlösning Standardavvikelse statistikRättar... -
-
Din skolas prenumeration har gått ut!Din skolas prenumeration har gått ut! -
Det finns inga befintliga prov.
-
{[{ test.title }]}
●
Lektion
Kategori
ID
Test i 7 dagar för 9 kr.
Det finns många olika varianter av Lorem Ipsum, men majoriteten av dessa har ändrats på någotvis. Antingen med inslag av humor, eller med inlägg av ord som knappast ser trovärdiga ut.
Logga in
viaAll svar raderas. Detta går inte att ångra detta.
Nurhussein Ahmed Nurhussein
super bra !!
Gustav Nilsson
på fråga 11, hur vet man att det bara är 3 observationer?
Anna Eddler Redaktör (Moderator)
Hej Gustav,
det är inte tre observationer, utan för att minska standardavvikelsen från 30 till 10 behöver vi dividera med 3. Standardavvikelsen blir tre gånger mindre.
André Bakas-Carlsten
Hej i fråga 6 just nu delar ni slutligen på 9 och inte 9-1 som tidigare i uträkningen och får då svaret 1,2 istället för 1,25. De ser ut som ett misstag?
Hanna Lundqvist
Hej på er! Jag skulle önska att ni gjorde om övningarna till denna lektion något. Jag tycker inte att det är befogat att eleverna ska lägga den mängd tid som krävs för att räkna ut standardavvikelsen (eller för den delen variansen) för hand från redan första frågan och sedan på flera som följer. I kursbeskrivningen för Ma 2 står det att man ska kunna beräkna standardavvikelse med räknare och då tycker jag att det är lämpligt att eleverna använder det verktyget istället för formeln så fort det är fler än låt oss säga 5 olika värden att ta hänsyn till. Som det är konstruerat nu fastnar svaga elever i en lång uträkning på redan fråga 1 och starkare elever sitter och lägger tid på procedurräkning som inte känns meningsfull för varken förståelse eller ökad procedurkunskap. Standardavvikelse är för mig främst med i kursen som ett medel för att förstå normalfördelning och spridningsmåttens användning, inte för att öva sig i att stoppa in en mängd siffror i en omständig formel och räkna för hand, det är ju det vi har våra digitala hjälpmedel till.
Mvh Hanna Lundqvist
Anna Eddler Redaktör (Moderator)
Hej Hanna,
tack för din kommentar. Vi håller med om detta och upplever att den reviderade ämnesplanen ger ännu mer underlag för din tolkning. Vi tittar över uppgifterna.
Pelin Glemark
Hur många gånger jag än räknar på uppgift 5 som tillhör denna video får jag medelvärdet till 3,36 och inte 4. Täljaren blir enligt mina beräkningar 148 ( alltså 8⋅1+10⋅2+7⋅3+4⋅4+7⋅5+8⋅6) och nämnaren blir av vad jag får till 44 (alltså 8+10+7+4+7+8). 148/44≈3,36, vilket gör att standardavvikelsen bör bli √3,26≈1,81. Tänker jag helt fel här?
Simon Rybrand (Moderator)
Hej, det var ett fel i den beräkningen. Vi korrigerar detta omedelbums! Tack för att du sade till 🙂
Berkan991
när man beräknar standardavvikelsen använder man oftast miniräknare eller utan miniräknare?
Simon Rybrand (Moderator)
Räknare behövs (oftast) om inte siffrorna är väldigt anpassade.
Carolina Eriksson
Hur räknar man ut avvikelserna från medelvärdet?
Simon Rybrand (Moderator)
Hej, om man har ett medelvärde på 10 och har värdet 12 så är avvikelse 12-10=2.
Elizabeth Ramos
Jag förstår inte hur man får fram avvikelserna ?
Simon Rybrand (Moderator)
Hej
Har du ett enkelt exempel som du jobbar med? Lättare att förklara då.
shamim20
fantastik, innan den här videolektion kunde jag inte fatta något om standardavvikelse. men nu det ser ut lätt.
tack
shamim
folkuniv
Bra förklarat! poletten trillade ned!//Helene
Endast Premium-användare kan kommentera.