Калькулятор статистики

Дисперсия, СКО, корреляция, вероятность — с пошаговым решением по формулам

Выборочное среднее и стандартная ошибка

Считает выборочное среднее и стандартную ошибку среднего — меру точности оценки: запись вида x̄ ± m, доверительный интервал и таблицу зависимости ошибки от объёма выборки.

Введите данные

Формула: m = S / √n

Пример: S = 2,449; n = 8 → m ≈ 0,866; результат 51,5 ± 0,87

Разбор формулы и теория

Стандартная ошибка среднего m = S/√n показывает, насколько точно выборочное среднее оценивает генеральное. Её легко спутать со стандартным отклонением, но смысл разный: S описывает разброс отдельных наблюдений, а m — разброс самого среднего, если бы мы много раз повторяли выборку из той же совокупности. Именно поэтому m всегда меньше S — в √n раз.

Расчёт из трёх шагов: находим x̄, находим S по формуле с делением на n − 1, делим S на корень из n. Результат обычно записывают в виде x̄ ± m: «средний балл 51,5 ± 0,87». Такая запись стандартна для научных статей, лабораторных работ и отчётов.

Ошибка убывает как 1/√n: чтобы уменьшить её вдвое, объём выборки нужно увеличить в четыре раза, а чтобы втрое — в девять раз. Это фундаментальное ограничение любых выборочных исследований, и калькулятор наглядно показывает его таблицей.

На стандартной ошибке строится доверительный интервал: x̄ ± t·m, где t — критическое значение Стьюдента. Калькулятор сразу считает 95% интервал. Обратите внимание: в графиках научных статей «усы» могут обозначать и S, и m, и доверительный интервал — в подписи это всегда уточняют.

Пример решения задачи

Условие. По выборке 52, 48, 55, 51, 49, 53, 50, 54 найти выборочное среднее и стандартную ошибку среднего.

1) x̄ = 412 / 8 = 51,5.

2) Сумма квадратов отклонений: 0,25 + 12,25 + 12,25 + 0,25 + 6,25 + 2,25 + 2,25 + 6,25 = 42.

3) S = √(42 / 7) = √6 ≈ 2,449.

4) m = 2,449 / √8 = 2,449 / 2,828 ≈ 0,866.

5) Результат записывают как 51,5 ± 0,87. 95% интервал: 51,5 ± 2,365 · 0,866 = (49,45; 53,55).

Ответ: x̄ = 51,5; m ≈ 0,87.

Частые вопросы

Чем стандартная ошибка отличается от стандартного отклонения?

Стандартное отклонение описывает разброс отдельных наблюдений, стандартная ошибка — точность оценки среднего. Связь: m = S/√n, поэтому ошибка всегда меньше отклонения.

Как уменьшить стандартную ошибку?

Увеличить объём выборки: ошибка убывает как 1/√n. Вдвое меньшая ошибка требует вчетверо большей выборки.

Что означает запись 51,5 ± 0,87?

Что выборочное среднее равно 51,5, а типичное отклонение этой оценки от истинного среднего составляет около 0,87. Для доверительного интервала ошибку умножают на критическое значение t.

Какую ошибку считать приемлемой?

Часто ориентируются на относительную ошибку m/x̄: до 5% результат считают точным, до 10% — приемлемым для большинства прикладных задач.