概率与统计

正态分布深入:标准分与三个西格玛

10 分钟

第一章认识了钟形曲线,这节学会用它算数。正态分布由均值 和标准差 决定,但每批数据的单位、尺度都不同——身高用厘米、考试用分数,怎么互相比较?答案是标准分(也叫 z 分数)。

标准分:一把通用尺子。算法一句话:(你的值 − 平均值)÷ 标准差。它回答「你比平均值高出几个标准差」。某次考试平均 70 分、标准差 10 分,你考 90 分,z = (90−70)÷10 = 2,即高出 2 个标准差。

68-95-99.7 经验法则:正态数据里,约 68% 落在平均值 ±1 个标准差内,约 95% 在 ±2 个内,约 99.7% 在 ±3 个内。所以 z = 2 意味着你超过了约 97.5% 的人(一半在均值以下,剩下 95% 的一半在你和均值之间);z 达到 3,堪称千里挑一。

跨科目比较的妙用。数学考 85(班均 75、标准差 5,z=2)和语文考 90(班均 82、标准差 8,z=1),哪门更出色?卷面分语文高,标准分数学赢——在各自群体中的相对位置才是公平比较。大学录取看全省排名而不是卷面分,就是这个道理。

常见误区:把标准分套到非正态数据上。收入、播放量这类长尾分布里,「高出 3 个标准差」远不如正态中那么稀罕——先用第一章的方法确认分布形状,再上这把尺子。

练一练:某年级身高平均 165 厘米、标准差 6 厘米。身高 177 厘米的同学 z 分数是多少?大约超过百分之多少的人?

小纸条

找出自己最近一次考试的成绩、班级平均分和大概的标准差,算一算自己的 z 分数。

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