章节内容
第一节 平均数
一、频数表的编制与频数分布
| 死亡人数 | 天数 |
| 0 | 807 |
| 1 | 250 |
| 2 | 31 |
| 3 | 5 |
| 4 | 0 |
| 5 | 0 |
| 6 | 0 |
| 7 | 1 |
| 8 | 0 |
| ┆ | ┆ |
| 15 | 1 |
| 合 计 | 1095 |
| 大单核数(个/每百白细胞) | 人数 |
| 0-1 | 24 |
| 2-3 | 40 |
| 4-5 | 55 |
| 6-7 | 37 |
| 8-9 | 27 |
| 10-11 | 18 |
| 12-13 | 1 |
| 14-15 | 0 |
| 16-17 | 1 |
| 18-19 | 0 |
| 20-21 | 1 |
| 合计 | 204 |
| 64.4 | 63.8 | 64.5 | 66.8 | 66.5 | 66.3 | 68.3 | 67.2 | 68.0 | 67.9 |
| 63.2 | 64.6 | 64.8 | 66.2 | 68.0 | 66.7 | 67.4 | 68.6 | 66.8 | 66.9 |
| 63.2 | 61.1 | 65.0 | 65.0 | 66.4 | 69.1 | 66.8 | 66.4 | 67.5 | 68.1 |
| 69.7 | 62.5 | 64.3 | 66.3 | 66.6 | 67.8 | 65.9 | 67.9 | 65.9 | 69.8 |
| 71.1 | 70.1 | 64.9 | 66.1 | 67.3 | 66.8 | 65.0 | 65.7 | 68.4 | 67.6 |
| 69.5 | 67.5 | 62.4 | 62.6 | 66.5 | 67.2 | 64.5 | 65.7 | 67.0 | 65.1 |
| 70.0 | 69.6 | 64.7 | 65.8 | 64.2 | 67.3 | 65.0 | 65.0 | 67.2 | 70.2 |
| 68.0 | 68.2 | 63.2 | 64.6 | 64.2 | 64.5 | 65.9 | 66.6 | 69.2 | 71.2 |
| 68.3 | 70.8 | 65.3 | 64.2 | 68.0 | 66.7 | 65.6 | 66.8 | 67.9 | 67.6 |
| 70.4 | 68.4 | 64.3 | 66.0 | 67.3 | 65.6 | 66.0 | 66.9 | 67.4 | 68.5 |
| 68.3 | 69.7 |
二、众数、中位数、百分位数的意义及计算法
(一)众数 出现次数最多的变量值,或频数表上频数最多组的组中值即为众数。如表4.3中坐高的众数是66.5cm。这样仅由观察所得的众数称为观察众数。同一资料常因所用组距不同和下限取值不同,观察众数稍有出入,故又称概约众数,与观察众数相对应的尚有理论众数。理论众数的算法根据频数曲线类型的不同而异,数学上为与极大值相应的横坐标。
(二)中位数及百分位数
1.中位数 将n个变量值从小到大排列后,居中的一数就是中位数,符号为M,有的书上用Md。它将变量值分为两半,一半比它小,一半比它大。
X1<X2<…<M<…Xn-1<Xa
当n为奇数时
yixuetongjixue035.jpg (4.1)
当n为偶数时
yixuetongjixue036.jpg(4.2)
当资料呈明显偏态,或有个别的特小、特大值存在时,中位数的代表性往往比均数好。例如有5个变量值8、9、9、10、19。其中4个在9左右,但由于受数值19的影响,均数为11,不能很好代表中等水平。求中位数
yixuetongjixue037.jpg
比较符合实际。
根据频数表计算连续型变量的中位数可用式(4.3)或式(4.4)
yixuetongjixue038.jpg(4.3)
或 yixuetongjixue039.jpg(4.4)
式中L、U分别为中位数所在组的下限及上限,A1为小于L的各组的累计频数,A2为大于U的各组的累计频数,fM、i分别为中位数所在组的频数和组距。现用表4.5说明计算步骤如下:
(1)求出中位数的位置。在频数表上,数据已由小到大排好了。中位数将频数等分为2,因此先计算n/2,得中位数的位置。
n/2=157/2=78.5
(2)列出频数表、计算累计频数。列频数表时,组段的短横“-”写在两个组段下限之间,其意义仍与写在右边的相同,见表4.5第(1)栏。
第(3)栏为累计频数。此例自上而下累计到略小于n/2为止得A1=41,表示住院天数为10天及以下的有41个人。若要知道第78.5人的变量值,就需要从10-15组内再累计(78.5-41=)37.5人。假定该组的49人在10-15天内均匀分布着(见图4.4),那么只要在10天上再加(78.5-41)/49个组距便是中位数了。所以
yixuetongjixue040.jpg
用符号表示见式(4.3)。
若将频数自下而上累计到略小于n/2为止,则得A2=67。也得出中位数在10-15组段内。
yixuetongjixue041.jpg
图4.4 中位数计算示意图
(3)写出L或U、fM及i。
(4)代入公式得M。
例4.1 求杆菌痢疾治愈者157名住院天数的中位数。
n/2=157/2=78.5
表4.5 杆菌痢疾治愈者的住院天数
yixuetongjixue042.jpg
L=10或U=15,fM=49,i=5。
代入公式
yixuetongjixue043.jpg
杆菌痢疾治愈者住院天数的中位数为13.8天。
中位数既然把频数等分为二,所以从另一端算起,用式(4.4)可得到同样的结果。
此例若计算治愈者平均住院天数得17.9天。从频数表上可看到157名患者中住院天数少于15天的就有90名,占57.3%,因此中位数13.8天的代表性优于均数17.9天。
2.百分位数 中位数将频数等分为二,亦称二分位数。若将频数等分为四,则称四分位数,共有三个四分位数,即第一、第二、第三四分位数。第二四分位数即中位数。同理,将频数等分为十或一百的分位数称十分位数或百分位数。其实上述各种分位数都可用百分位数表示。百分位数的符号为Px,X代表第X百分位。例如第一四分位数、中位数可分别以P25、P50表示。计算百分位数的方法与中位数相似,只是式(4.3)中的n/2以nx/100代替,M以X代替。
yixuetongjixue044.jpg (4.5)
式中LX、fx、ix分别为Px所在组的下限、频数及组距。A为小于Lx各组的累计频数。
例4.2,求例4.1中住院天数的P90。
(1)计算 yixuetongjixue045.jpg
(2)累计频数自上而下至略小于141.3,见表4.5第(4)栏,得A=135。知P90在30-35组内,因此Lx=30,i=5,fx=7
(3)代入公式
yixuetongjixue046.jpg
第90百分位数为34.5天,说明有90%的患者住院天数在34.5天以下。
三、算术均数与几何均数的意义及计算方法
| 350 | 320 | 260 | 380 | 270 | 235 | 285 | 300 | 300 | 200 |
| 275 | 280 | 290 | 310 | 300 | 280 | 300 | 310 | 310 | 320 |
| IgG滴度倒数 | 例数 |
| 40 | 3 |
| 80 | 22 |
| 160 | 17 |
| 320 | 9 |
| 640 | 0 |
| 1280 | 1 |
四、运用平均数的注意事项
| 病类 | 治愈人数 | 平均住院天数 | 病类 | 治愈人数 | 平均住院天数 |
| 传染病寄生虫病 | 437 | 13 | 外科疾病 | 549 | 18 |
| 结核病 | 109 | 60 | 外伤 | 383 | 28 |
| 呼吸系疾病 | 246 | 14 | 肿瘤 | 65 | 34 |
| 消化系疾病 | 255 | 24 | 眼科疾病 | 112 | 14 |
| 内分泌疾病 | 41 | 35 | 耳鼻喉科疾病 | 417 | 10 |
| 循环系疾病 | 34 | 37 | 口腔科疾病 | 30 | 12 |
| 血液及造血系统疾病 | 7 | 33 | 皮肤科疾病 | 224 | 22 |
| 神经系疾病 | 111 | 25 | 妇产科疾病 | 78 | 12 |
| 变态反应及中毒 | 43 | 9 | 小儿疾病 | 601 | 9 |
| 风湿病 | 21 | 10 | 其他 | 35 | 19 |
| 泌尿系疾病 | 129 | 21 | 合计 | 3927 | 18 |
第二节 变异指标
一、变异指标的意义及种类
| 合计 | 均数 | ||||||
| 甲 | 480 | 490 | 500 | 510 | 520 | 2500 | 500 |
| 乙 | 440 | 460 | 500 | 540 | 560 | 2500 | 500 |
| 坐高(cm) | 例数(f) | 累计频数 |
| 61- | 1 | 1 |
| 62- | 3 | 4 |
| 63- | 4 | 8 |
| 64- | 14 | 22 |
| 65- | 15 | 37 |
| 66- | 21 | 58 |
| 67- | 17 | 75 |
| 68- | 13 | 88 |
| 69- | 7 | 95 |
| 70- | 5 | 100 |
| 71- | 2 | 102 |
| 合计 | 102 | — |
| X | ∑∣X-X∣ | ∑(X-X)2 | ||||||
| 甲组 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 12 | 6 | 10 |
| 乙组 | 9 | 12 | 12 | 13 | 14 | 12 | 6 | 14 |
二、标准差
1.标准差的公式 样本标准差是用得最多的变异指标,其公式为
yixuetongjixue055.jpg (4.14)
式(4.14)中的n-1是自由度。n个变量值本有n个自由度,但计算标准差时用了样本均数X,因此就受到了一个条件即∑X= nX的限制。例如有4个数据,它们的均数为5。由于受到均数为5的限制,4个数据中只有3个可以任意指定。如果任意指定的是4、3、6,那么第4个数据只能是7,否则均数就不是5了。所以标准差的自由度为n-1。
2.标准差的计算
(1)按基本公式(4.14)计算
例4.9 用例4.3资料计算心重的标准差。
已算得X=293.75g,代入式(4.14)得
yixuetongjixue056.jpg
(2)递推法当用电子计算机进行计算,希望每输入一个数据,都能得到X与S,则将式(4.8)与式
(4.5)配合计算。
yixuetongjixue057.jpg(4.15)
这里Sn表示n个数据的标准差,Sn-1表示n-1个数据的标准差。Xn是第n个数据,Xn-1是n-1个数据的均数。
例4.10 仍用例4.3资料,已算得前19例心重的X19=292.37,S19=38.71。X20=320,代入式(4.15)得
yixuetongjixue058.jpg
(3)直接法 不需先计算均数,直接用变量值代入式(4.16)或式(1.17)计算。
yixuetongjixue059.jpg(4.16)
或 yixuetongjixue060.jpg(4.17)
式(4.16)的分子是由式(4.14)的分子简化而得来的,证明如下。
yixuetongjixue061.jpg
例4.11用ELISA(酶联免疫吸附测定)法检测vero-E6,细胞培养上清正常标本10份的结果(100XOD490值)为2,3,3,4,4,5,5,5,6,8,求标准差。
若用式(4.16)则先计算
∑X=2+3+3+…+6+8=45
∑X2=22+32+32+…62+82=229
若用式(4.17)则先计算
∑fX=1×2+2×3+…+1×6+1×8=45
∑fX2=1×22+2×32+…1×62+1×82=229
然后代入式(4.16)或式(1.17)结果相同。
yixuetongjixue062.jpg
三、变异系数
| 口腔压力波幅,cmAg | |||
| X | S | CV(%) | |
| 加阻力前 | 1.218 | 0.256 | 21.019 |
| 加阻力后 | 7.240 | 0.633 | 8.741 |
四、运用变异指标的注意事项
1.变异指标表示变量值的变异情况或离中趋势,常与位置指标平均数结合运用,说明变量值集中的位置与离散程度。
2.变异指标种类虽多,但任一变异指标,其值大表示变异大,数值参差甚;值小表示变异小,数值较集中。比较两个或几个同类事物的变异,要用同一变异指标。
3.正态分布资料宜用均数与标准差(有时用方差)描述集中与离散情况,记为X±S。有了均数与标准差就可根据正态分布理论将频数分布描绘出来,进一步可作正常值范围估计与假设检验等(详见第五至第七章),应用较广。为便于计算,正态分布资料亦可用中位数、百分位数和四分位数间距等描述,其结果与用均数、标准差相近。
偏态分布资料宜用中位数及四分位数间距、均差等描述。尤其在资料分布呈明显偏态时,随着例数的增多,中位数、四分位数间距及均差的代表性和稳定性明显优于均数、标准差及方差。
众数和极差只用来对单峰资料作概括的描述。
4. 比较几组资料的变异程度,若各组资料的单位不全相同,或均数相差悬殊时,用变异系数。
5.判断几个方差或变异系数间有无显著差别,需作假设检验,不能只看表面值。详见第七、第八章有关内容。
练习题
| 19.0 | 12.0 | 14.0 | 14.0 | 8.2 | 13.0 | 6.5 | 12.0 | 15.0 | 17.2 |
| 12.0 | 12.7 | 25.0 | 8.5 | 20.0 | 17.0 | 8.4 | 8.0 | 13.0 | 15.0 |
| 20.0 | 13.0 | 13.0 | 14.0 | 15.0 | 7.9 | 10.5 | 9.5 | 10.0 | 12.0 |
| 6.5 | 11.0 | 12.5 | 7.5 | 14.5 | 17.5 | 12.0 | 10.0 | 11.0 | 11.5 |
| 16.0 | 13.0 | 10.5 | 11.0 | 14.0 | 7.5 | 14.0 | 11.4 | 9.0 | 11.1 |
| 10.0 | 10.5 | 8.0 | 12.0 | 11.5 | 19.0 | 10.0 | 9.0 | 19.0 | 10.0 |
| 22.0 | 9.0 | 12.0 | 8.0 | 14.0 | 10.0 | 11.5 | 11.0 | 15.0 | 16.0 |
| 8.0 | 15.0 | 9.9 | 8.5 | 12.5 | 9.6 | 18.5 | 11.0 | 12.0 | 12.0 |
| 尿汞值 | 例 数 | 尿汞值 | 例 数 | 尿汞值 | 例 数 |
| 0- | 49 | 24- | 16 | 48- | 3 |
| 4- | 27 | 28- | 9 | 52- | — |
| 8- | 58 | 32- | 9 | 56- | 2 |
| 12- | 50 | 36- | 4 | 60- | — |
| 16- | 45 | 40- | 5 | 64- | — |
| 20- | 22 | 44- | — | 68- | 1 |
| 例号 | 血催乳素浓度 | 例号 | 血催乳素浓度 | ||
| 术 前 | 术 后 | 术 前 | 术 后 | ||
| 1 | 276 | 41 | 6 | 266 | 43 |
| 2 | 880 | 110 | 7 | 500 | 25 |
| 3 | 1600 | 280 | 8 | 1700 | 300 |
| 4 | 324 | 61 | 9 | 500 | 215 |
| 5 | 398 | 105 | 10 | 220 | 92 |
| 抗体滴度的倒数 | 10 | 20 | 40 | 80 | 180 |
| 例 数 | 5 | 12 | 13 | 7 | 5 |