第一節 標準分

我們在上一課學過標準差,我們將在本課學習兩個標準差的應用。

在這一節,我們會探討這個問題:我們應該如何比較來自不同數據組的數據呢?

例如,假設嘉麗在第一學期的數學科及英文科考試的分數分別為\(\;80\;\)及\(\;70\),我們可以如何評估她這兩科的表現?

標準分

在統計學上,我們常以標準分來比較來自不同數據組的數據,其定義如下:

對一組平均數為\(\;\bar{x}\),標準差為\(\;\sigma\;\)的數據,若\(\;x\;\)為數據組中的一項數據,定義其標準分(standard score)為 \[z=\frac{x-\bar{x}}{\sigma}\]

注意

  1. 當一個數據大於全組數據的平均數時,\(z\;\)為正數。
  2. 當一個數據小於全組數據的平均數時,\(z\;\)為負數。
  3. 無論原數據的單位是甚麼,標準分\(\;z\;\)都是沒有單位的。

繼續考慮上述例子中,嘉麗和子建在數學科和英文科的成績。首先綜合他們的表現如下:

數學科 英文科
嘉麗 \(80\) \(70\)
子建 \(88\) \(71\)
平均 \(82\) \(64\)
標準差 \(4.3\) \(7.2\)
請利用標準分評估嘉麗和子建在哪一科的表現較佳。

提示

我們先評估嘉麗於這兩科的表現,我們首先計算出她這兩科得分的標準分(準確至三位有效數字):

數學科: \(\displaystyle z=\frac{80-82}{4.3}\approx -0.465\)
英文科: \(\displaystyle z=\frac{70-64}{7.8}\approx 0.769\)
由於\(\;−0.465 \lt 0.769\),嘉麗在英文科的表現較數學科為佳。

評估子建表現的方法相同,我們首先計算出他這兩科得分的標準分(準確至三位有效數字):

數學科: \(\displaystyle z=\frac{88-82}{4.3}\approx 1.40\)
英文科: \(\displaystyle z=\frac{71-64}{7.8}\approx 0.897\)
由於\(\;1.40 \gt 0.897\),子建在數學科的表現較英文科為佳。

練習 - 標準分
  1. 下表所示為一位同學在不同測驗中的成績,請完成下表:(如有需要,取答案準確至三位有效數字)

      分數\(\;x\) 平均分\(\; \bar{x}\) 標準差\(\; \sigma\) 標準分\(\; z\)
    測驗\(\;1\) \(50\) \(40\) \(10\)
    測驗\(\;2\) \(50\) \(50\) \(15\)
    測驗\(\;3\) \(50\) \(60\) \(15\)
    測驗\(\;4\) \(50\) \(35\) \(18\)
  2. 比較測驗\(\;1\;\)與測驗\(\;2\),該同學在哪一次表現較佳?
  3. 比較測驗\(\;3\;\)與測驗\(\;4\),該同學在哪一次表現較佳?
  4. 四次測驗中,該同學在哪一次表現最佳?
  5. 四次測驗中,該同學在哪一次表現最差?

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