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