ผลรวมของกำลังสองเป็นเครื่องมือทางสถิติที่นักสถิติและนักวิทยาศาสตร์ใช้ในการประเมินความแปรปรวนโดยรวมของชุดข้อมูลจากค่าเฉลี่ย ผลรวมของกำลังสองจำนวนมากแสดงถึงความแปรปรวนมาก ซึ่งหมายความว่าการอ่านแต่ละครั้งจะผันผวนอย่างมากจากค่าเฉลี่ย
ข้อมูลนี้มีประโยชน์ในหลายสถานการณ์ ตัวอย่างเช่น ความแปรปรวนมากของค่าความดันโลหิตที่อ่านได้ในช่วงระยะเวลาหนึ่งอาจชี้ให้เห็นถึงความไม่มั่นคงในระบบหัวใจและหลอดเลือดที่ต้องการการรักษาพยาบาล สำหรับที่ปรึกษาทางการเงิน ความแปรปรวนของมูลค่าหุ้นรายวันจำนวนมากหมายถึงความไม่แน่นอนของตลาดและความเสี่ยงที่สูงขึ้นสำหรับนักลงทุน เมื่อคุณหารากที่สองของผลบวกกำลังสอง คุณจะได้ค่าเบี่ยงเบนมาตรฐาน ซึ่งเป็นตัวเลขที่มีประโยชน์มากกว่า
การหาผลรวมของกำลังสอง
จำนวนการวัดคือขนาดตัวอย่าง ระบุด้วยตัวอักษร "น."
ค่าเฉลี่ยคือค่าเฉลี่ยเลขคณิตของการวัดทั้งหมด ในการค้นหา คุณต้องเพิ่มการวัดทั้งหมดแล้วหารด้วยขนาดตัวอย่างน.
ตัวเลขที่มากกว่าค่าเฉลี่ยทำให้เกิดจำนวนลบ แต่สิ่งนี้ไม่สำคัญ ขั้นตอนนี้สร้างชุดของค่าเบี่ยงเบน n แต่ละรายการจากค่าเฉลี่ย
เมื่อคุณยกกำลังสองตัวเลข ผลลัพธ์จะเป็นบวกเสมอ ตอนนี้คุณมีเลขบวก n หนึ่งชุด
ขั้นตอนสุดท้ายนี้สร้างผลรวมของกำลังสอง ตอนนี้คุณมีความแปรปรวนมาตรฐานสำหรับขนาดตัวอย่างของคุณแล้ว
ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน
นักสถิติและนักวิทยาศาสตร์มักจะเพิ่มอีกขั้นตอนหนึ่งเพื่อสร้างตัวเลขที่มีหน่วยเดียวกันกับการวัดแต่ละครั้ง ขั้นตอนคือการหารากที่สองของผลรวมของกำลังสอง ตัวเลขนี้เป็นค่าเบี่ยงเบนมาตรฐาน และแสดงถึงจำนวนเฉลี่ยที่การวัดแต่ละครั้งเบี่ยงเบนไปจากค่าเฉลี่ย ตัวเลขที่อยู่นอกค่าเบี่ยงเบนมาตรฐานจะสูงหรือต่ำผิดปกติ
ตัวอย่าง
สมมติว่าคุณวัดอุณหภูมิภายนอกทุกเช้าเป็นเวลาหนึ่งสัปดาห์เพื่อให้ทราบว่าอุณหภูมิในพื้นที่ของคุณผันผวนมากเพียงใด คุณจะได้ชุดอุณหภูมิเป็นองศาฟาเรนไฮต์ที่มีลักษณะดังนี้:
จันทร์: 55, อังคาร: 62, พุธ: 45, พฤหัสบดี: 32, ศุกร์: 50, เสาร์: 57, อาทิตย์: 54
ในการคำนวณอุณหภูมิเฉลี่ย ให้บวกค่าที่วัดได้และหารด้วยตัวเลขที่คุณบันทึกไว้ซึ่งก็คือ 7 คุณหาค่าเฉลี่ยเป็น 50.7 องศา
ตอนนี้คำนวณค่าเบี่ยงเบนแต่ละรายการจากค่าเฉลี่ย ชุดนี้คือ:
50.7 - 55 = -4.3 \\ 50.7 -62 = −11.3 \\ 50.7 -45 = 5.7 \\ 50.7 - 32 = 18.7 \\ 50.7 -50 = 0.7 \\ 50.7 - 57 = −6.3 \\ 50.7 - 54 = −2.3
ยกกำลังสองแต่ละตัวเลข:
-4.3^2 = 18.49 \\ −11.3^2 = 127.69 \\ 5.7^2 = 32.49\\ 18.7^2 = 349.69 \\ 0.7^2 = 0.49\\ −6.3^2 = 39.69 \\ −2.3^2 = 5.29
บวกตัวเลขแล้วหารด้วย (น− 1) = 6 ได้ 95.64 นี่คือผลรวมของกำลังสองสำหรับชุดการวัดนี้ ค่าเบี่ยงเบนมาตรฐานคือรากที่สองของตัวเลขนี้ หรือ 9.78 องศาฟาเรนไฮต์
เป็นจำนวนที่ค่อนข้างมาก ซึ่งบอกคุณว่าอุณหภูมิเปลี่ยนแปลงไปเล็กน้อยตลอดทั้งสัปดาห์ นอกจากนี้ยังบอกคุณว่าวันอังคารอากาศอบอุ่นผิดปกติในขณะที่วันพฤหัสบดีอากาศหนาวผิดปกติ คุณอาจรู้สึกได้ แต่ตอนนี้คุณมีหลักฐานทางสถิติแล้ว