- 中文名
- 自由度
- 外文名
- degrees of freedom
- 意 义
- 计算独立数据的
- 领 域
- 统计学
- 应 用
- 抽样分布
- 公 式
- df=n-k
统计学上,自由度是指当以样本的统计量来估计总体的参数时,样本中独立或能自由变化的数据的个数,称为该统计量的自由度。一般来说,自由度等于独立变量减掉其衍生量数。举例来说,变异数的定义是样本减平均值(一个由样本决定的衍生量),因此对N个随机样本而言,其自由度为N-1。
数学上,自由度是一个随机向量的维度数,也就是一个向量能被完整描述所需的最少单位向量数。举例来说,从电脑屏幕到厨房的位移能够用三维向量 来描述,因此这个位移向量的自由度是3。自由度也通常与这些向量的坐标平方和,以及卡方分布中的参数有所关联 [1]。
1.若存在两个变量 、 ,而 那么他的自由度为1。因为其实只有 才能真正的自由变化, 会被 选值的不同所限制。
3.估计总体的方差( )时所使用的统计量是样本的标准差 ,而 必须用到样本平均数 来计算。在抽样完成后已确定,所以大小为 的样本中只要 个数确定了,第 个数就只有一个能使样本符合 的数值。也就是说,样本中只有 个数可以自由变化,只要确定了这 个数,方差也就确定了。这里,平均数 就相当于一个限制条件,由于加了这个限制条件,样本方差 的自由度为 。
5.在一个包含 个个体的总体中,平均数为 。知道了 个个体时,剩下的一个个体不可以随意变化。为什么总体方差计算,是除以 而不是 呢?方差是实际值与期望值之差平方的期望值,所以已知道总体均值或其他统计参数时方差应除以 ,除以 时是方差的一个无偏估计。
有一个有4个数据( )的样本,其平均值 等于5,即受到 的条件限制,在自由确定4、2、5三个数据后, 第四个数据只能是9,否则 。因而这里的自由度 。推而广之,任何统计量的自由度 (k为限制条件的个数)。
如果用刀剖柚子,在北极点沿经线方向割3刀,得6个角。这6个角可视为3对。6个角的平均角度一定是60度。其中半边3个角中,只会有2个可以自由选择,一旦2个数值确定第3个角也会唯一地确定。在总和已知的情况下,切分角的个数比能够自由切分的个数大1。