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मध्यवर्तीअवधारणाएँ·8 min

प्रतिदर्श vs समष्टि मानक विचलन: कौन सा कब उपयोग करें

प्रतिदर्श और समष्टि मानक विचलन के बीच अंतर जानें। बेसल का संशोधन, n-1 vs n कब उपयोग करें, स्पष्ट उदाहरणों के साथ समझें।

अवलोकन

सांख्यिकी में सबसे आम प्रश्नों में से एक है: “क्या मुझे n से भाग देना चाहिए या n-1 से?” इसका उत्तर इस पर निर्भर करता है कि आप संपूर्ण समष्टि के साथ काम कर रहे हैं या केवल एक प्रतिदर्श के साथ।

समष्टि (N)

जब आपके पास उस समूह के प्रत्येक सदस्य का डेटा हो जिसका आप अध्ययन कर रहे हैं, तब उपयोग करें। σ = √[Σ(x-μ)² / N]

प्रतिदर्श (n-1)

जब आपके पास बड़ी समष्टि के एक उपसमुच्चय का डेटा हो, तब उपयोग करें। s = √[Σ(x-x̄)² / (n-1)]

समष्टि मानक विचलन (σ)

समष्टि मानक विचलन का उपयोग तब किया जाता है जब आपके पास उस समूह के प्रत्येक सदस्य का माप हो जिसका आप विश्लेषण कर रहे हैं। व्यवहार में यह अपेक्षाकृत दुर्लभ है।

वास्तविक समष्टियों के उदाहरण:

  • एक छोटी कंपनी के सभी 50 कर्मचारी
  • किसी विशिष्ट कक्षा के सभी 30 छात्र
  • एक बंद वित्तीय वर्ष के सभी लेनदेन
  • किसी देश का संपूर्ण जनगणना डेटा

प्रतिदर्श मानक विचलन (s)

प्रतिदर्श मानक विचलन का उपयोग तब किया जाता है जब आप बड़ी समष्टि के एक उपसमुच्चय के साथ काम कर रहे हैं। वास्तविक दुनिया के विश्लेषण में यह अधिक सामान्य परिदृश्य है।

प्रतिदर्शों के उदाहरण:

  • चुनाव परिणामों की भविष्यवाणी के लिए 1,000 मतदाताओं का सर्वेक्षण
  • 10,000 के उत्पादन बैच से 50 उत्पादों का परीक्षण
  • नैदानिक अध्ययन में 200 रोगियों के रक्तचाप का मापन
  • भविष्य की अस्थिरता की भविष्यवाणी के लिए 5 वर्षों के शेयर डेटा का विश्लेषण

बेसल का संशोधन समझाया गया

बेसल का संशोधन वह कारण है जिससे हम प्रतिदर्श मानक विचलन की गणना करते समय n के बजाय (n-1) का उपयोग करते हैं। जर्मन गणितज्ञ फ्रेडरिक बेसल के नाम पर, यह समायोजन समष्टि प्रसरण का निष्पक्ष अनुमान प्रदान करता है।

(n-1) क्यों काम करता है

जब आप प्रतिदर्श माध्य की गणना करते हैं, तो आप एक स्वतंत्रता कोटि “उपयोग” करते हैं। प्रतिदर्श माध्य डेटा को सीमित करता है—एक बार जब आपको n-1 मान और माध्य पता हो, तो अंतिम मान निर्धारित हो जाता है। (n-1) से भाग देना इस स्वतंत्रता की हानि की भरपाई करता है।

गणितीय अंतर्ज्ञान

प्रतिदर्श डेटा बिंदु वास्तविक समष्टि माध्य की तुलना में प्रतिदर्श माध्य के अधिक करीब एकत्रित होते हैं। इससे वर्गित विचलनों का योग व्यवस्थित रूप से कम हो जाता है।

n के बजाय (n-1) से भाग देने से परिणाम थोड़ा बढ़ जाता है, जो इस कम अनुमान की भरपाई करता है और एक निष्पक्ष अनुमान प्रदान करता है।

कौन सा कब उपयोग करें

परिदृश्यउपयोग करेंभाग दें
आपके पास अस्तित्व में सभी डेटा बिंदु हैंसमष्टि SD (σ)N
आप केवल अपने पास के डेटा का वर्णन कर रहे हैंसमष्टि SD (σ)N
आप बड़ी समष्टि के लिए अनुमान लगा रहे हैंप्रतिदर्श SD (s)n-1
आप SD का उपयोग अनुमानात्मक सांख्यिकी के लिए करेंगेप्रतिदर्श SD (s)n-1

अंगूठे का नियम

संदेह होने पर, प्रतिदर्श मानक विचलन (n-1) का उपयोग करें। यह सुरक्षित है क्योंकि: - अधिकांश वास्तविक डेटा प्रतिदर्श से होता है, संपूर्ण समष्टि से नहीं - वास्तविक समष्टि पर n-1 का उपयोग थोड़ा अधिक अनुमान लगाता है (कम अनुमान से सुरक्षित) - बड़े n के लिए, अंतर नगण्य है

व्यावहारिक उदाहरण

उदाहरण: गुणवत्ता नियंत्रण

एक कारखाना प्रतिदिन 10,000 विजेट बनाता है। गुणवत्ता नियंत्रण 100 विजेट का परीक्षण करता है और पाता है कि उनके वज़न का माध्य 50g है। उत्तर: प्रतिदर्श SD (n-1) का उपयोग करें क्योंकि 100 विजेट 10,000 उत्पादित विजेट का एक प्रतिदर्श है। आप इस प्रतिदर्श का उपयोग सभी विजेट की परिवर्तनशीलता का अनुमान लगाने के लिए कर रहे हैं।

उदाहरण: कक्षा के अंक

एक शिक्षिका अपनी 25 छात्रों की कक्षा के परीक्षा अंकों की परिवर्तनशीलता का वर्णन करना चाहती हैं। वे अन्य कक्षाओं के बारे में सामान्यीकरण करने की कोशिश नहीं कर रही हैं। उत्तर: समष्टि SD (N) का उपयोग करें क्योंकि उनके पास संपूर्ण कक्षा (उनकी रुचि की समष्टि) के अंक हैं और वे अन्य समूहों के बारे में अनुमान नहीं लगा रही हैं।