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  • p分位数的原理及计算

    p分位数的原理及计算

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    1.统计上的分位数概念
     
    2.分位数的计算方法及举例
      2.1首先确定p分位数的位置(依据项数分为基数、偶数情况)
      2.2 求上一步确定的p分位数位置处的具体值
     
    3.python中的分位数计算
     
     
     
    1.统计上的分位数概念
            统计上,分位数亦称分位点,是指将一个随机变量的概率分布范围分为几个等份的数值点,常用的有中位数(即二分位数)、四分位数、百分位数等。分位数指的就是连续分布函数中的一个点,这个点对应概率p。若概率0<p<1,随机变量X或它的概率分布的分位数Za,是指满足条件p(X≤Za)=α的实数。
     
      四分位数(Quartile)是统计学中分位数的一种,即把所有数值由小到大排列并分成四等份,处于三个分割点位置的数值就是四分位数(或叫四分位点)
      第三四分位数与第一四分位数的差距又称四分位距
     
      1)第一四分位数(Q1),又称“较小四分位数”,等于该样本中所有数值由小到大排列后第25%的数字;
      2)第二四分位数(Q2),又称“中位数”,等于该样本中所有数值由小到大排列后第50%的数字;
      3)第三四分位数(Q3),又称“较大四分位数”,等于该样本中所有数值由小到大排列后第75%的数字。
     
     
     
    2.分位数的计算方法及举例
      为了更一般化,这里我们考虑四分位。当p=0.25 0.5 0.75 时,就是在计算四分位数。
     
      2.1首先确定p分位数的位置(依据项数分为基数、偶数情况)
        2.1.1 设n代表数据的长度,Q1、Q2、Q3代表所求的1分位数、2分位数、3分位数。
          将n个数据从小到大排列。记排序前的数据为before_data;排序后的数据为after_data,简记为a1~an
     
        2.2.2 求位置
          position(Q1)= 1*(n +1)/4
          position(Q2)= 2*(n +1)/4
          position(Q3)= 3*(n +1)/4
     
    2.2 求上一步确定的p分位数位置处的具体值
      (1)当n是奇数个时,p分位数的值就是after_data中处于的第position(Qi)(i=1,2,3)位置的值。
        figure(Q1)=after_data [position(Q1 ] = a[  (n+1)/4 ]
        figure(Q2)=after_data[position(Q2)]= a[  2*(n+1)/4 ]
        figure(Q3)=after_data[position(Q3)]= a[ 3 *(n+1)/4 ]
     
        即:当项数为基数项时,第i分位数的值就是排序后数据中的第(i分位数)数的值
     
    实例1:
     
    给出一组数据before_data:6, 47, 49, 15, 42, 41, 7, 39, 43, 40, 36,一共11项
    从小到大排序后结果after_data:6, 7, 15, 36, 39, 40, 41, 42, 43, 47, 49
     
    position(Q1)=(11+1)/4=3,
    position(Q2)=2(11+1)/4=6,
    position(Q3)=3(11+1)/4=9
     
    figure(Q1)=after_data[3]=15,
    figure(Q2)=after_data[6]=40,
    figure(Q3)=after_data[9]=43
     
      (2)当n是偶数时,p分位数的值的计算公式如下:
        figure(Q1)=after_data[ |position(Q1)| ] +(after_data[ |position(Q1)|+1] -after_data[ |position(Q1)|])*(position(Q1)-|position(Q1)|)
                         = a[ | (n+1)/4| ] +( a[ | (n+1)/4|+1 ]-a[ | (n+1)/4| ])*((n+1)/4 - | (n+1)/4 |)
     
        figure(Q2)=after_data[ |position(Q2)| ] +(after_data[ |position(Q2)|+1]-after_data [ |position(Q2)|])*(position(Q2)-|position(Q2)|)
                         = a[ |2 (n+1)/4| ] +( a[ | 2(n+1)/4|+1 ]-a[ | 2(n+1)/4| ])*(2(n+1)/4 - |2 (n+1)/4 |)
     
        figure(Q3)=after_data[ |position(Q3)| ]+(after_data[ [|position(Q3)|+1]-after_data[ [|position(Q3)])*(position(Q3)-|position(Q3)|)
                         = a[ |3 (n+1)/4| ] +( a[ | 3(n+1)/4|+1 ]-a[ | 3(n+1)/4| ])*(3(n+1)/4 - |3 (n+1)/4 |)
     
        即:当项数为偶数项时,第i分位数的值由排序后数据的第(i分位数)数-1和第(i分位数)数决定。
     
     
    实例2:当当n是偶数个时,计算出的位置不是整数时
     
    给出一组数据before_data:7, 15, 36, 39, 40, 41,20,18,一共8项
    从小到大排序后结果after_data:7,15,18,20,36,39,40,41
     
    position(Q1)=(8+1)/4=2.25
    position(Q2)=2(8+1)/4=4.5
    position(Q3)=3(8+1)/4=6.75
     
    figure(Q1)=after_data[2] + (after_data[3] - after_data[2])*(position(Q1)-|position(Q1)|)
                     = a[ | (n+1)/4| ] +( a[ | (n+1)/4|+1 ]-a[ | (n+1)/4| ])*((n+1)/4 - | (n+1)/4 |)
                     = 15 + (18-15)*(2.25-2) = 15.75;
     
    figure(Q2)=after_data[4] + (after_data[5] - after_data[4])*(position(Q2)-|position(Q2)|)
                     = a[ |2 (n+1)/4| ] +( a[ | 2(n+1)/4|+1 ]-a[ | 2(n+1)/4| ])*(2(n+1)/4 - |2 (n+1)/4 |)
                     = 20 + (36-20)*(4.5-4) = 28;
     
    figure(Q3)=after_data[6] + (after_data[7] - after_data[6])*(position(Q3)-|position(Q3)|)
                     = a[ |3 (n+1)/4| ] +( a[ | 3(n+1)/4|+1 ]-a[ | 3(n+1)/4| ])*(3(n+1)/4 - |3 (n+1)/4 |)
                     = 39 + (40-39)*(6.75-6) = 39.75.
     
     
     
     
    3.python中的分位数计算
     
     
     
    参考:
    【1】https://www.cnblogs.com/gispathfinder/p/5770091.html
    【2】https://blog.csdn.net/u011327333/article/details/71263081?locationNum=14&fps=1
     
     
     
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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/zwt20120701/p/10837928.html
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