กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 15 นาที

ไม่มีชื่อบทความ

ใน ทางคณิตศาสตร์ ค่า เฉลี่ย ของกลุ่มหรือชุดข้อมูล คือค่าที่อยู่ ตรงกลาง มากที่สุด เป็นค่าทั่วไปมากที่สุด หรือเป็นค่าที่แสดงถึง ลักษณะ โดยรวมของกลุ่มนั้น ในทางคณิตศาสตร์ มักหมายถึง.

เฉลี่ย

ในทางคณิตศาสตร์ค่าเฉลี่ยของกลุ่มหรือชุดข้อมูล คือค่าที่อยู่ตรงกลาง มากที่สุด เป็นค่าทั่วไปมากที่สุด หรือเป็นค่าที่แสดงถึงลักษณะ โดยรวมของกลุ่มนั้น ในทางคณิตศาสตร์ มักหมายถึงค่าเฉลี่ยเลขคณิต แต่ก็อาจหมายถึงค่า เฉลี่ยประเภทอื่น ๆมัธยฐานหรือฐานนิยม ได้ เช่นกัน

คำจำกัดความ

ภาพแสดงค่าเฉลี่ยเลขคณิตมัธยฐานและฐานนิยมของชุดข้อมูล 250 จุด เส้นโค้งสีดำแสดงถึงการแจกแจงทางทฤษฎีที่ใช้ในการสร้างจุดข้อมูล ในขณะที่ฮิสโตแกรม สีเทา แสดงถึงการแจกแจงจริง
ค่าเฉลี่ย สี่ค่าของตัวเลขสองตัว a และ b ที่สร้างขึ้นเป็นคอร์ดบนครึ่งวงกลม ค่าเฉลี่ยเลขคณิต ค่าเฉลี่ยเรขาคณิต และค่าเฉลี่ยฮาร์มอนิกบางครั้งเรียกว่า " ค่าเฉลี่ยพีทาโกเรียน " [ 1 ]การสร้างประเภทนี้เน้นลำดับของค่าของค่าเฉลี่ยที่แตกต่างกัน

นิยามของค่าเฉลี่ยที่ใช้กันทั่วไปมากที่สุดคือค่าเฉลี่ยเลขคณิต[ 2 ]กล่าวคือ ผลรวมหารด้วยจำนวน ดังนั้น "ค่าเฉลี่ย" ของรายการตัวเลข [2, 3, 4, 7, 9] โดยทั่วไปถือว่าเท่ากับ (2+3+4+7+9)/5 = 25/5 = 5

อย่างไรก็ตาม บางครั้งมีการใช้ความหมายอื่น ๆ ขึ้นอยู่กับบริบท ซึ่งอาจนำไปสู่ความสับสน ตัวอย่างเช่น ในการสอน คำว่า "ค่าเฉลี่ย" บางครั้งหมายถึง "ค่าเฉลี่ย 3 ค่า" ได้แก่ค่าเฉลี่ยเลขคณิตค่ามัธยฐานและค่าฐานนิยม[ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]

ค่ามัธยฐานซึ่งกำหนดให้เป็นค่าตรงกลางหลังจากจัดเรียงกลุ่มแล้ว มักใช้เป็นค่าเฉลี่ยในสถานการณ์ที่ข้อมูลเบี่ยงเบนหรือมีค่าผิดปกติเพื่อเน้นส่วนหลักของกลุ่มมากกว่าส่วนหางยาวตัวอย่างเช่นรายได้ส่วนบุคคล เฉลี่ย มักจะแสดงเป็นรายได้มัธยฐานเพื่อให้เป็นตัวแทนของประชากรส่วนใหญ่แทนที่จะได้รับอิทธิพลมากเกินไปจากรายได้ที่สูงกว่ามากของคนรวยเพียงไม่กี่คน[ 10 ]

ค่าเฉลี่ยฮาร์มอนิกซึ่งกำหนดให้เป็นส่วนกลับของค่าเฉลี่ยของส่วนกลับ ถูกนำมาใช้ในสถานการณ์ต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับอัตราหรืออัตราส่วนเช่น การคำนวณความเร็วเฉลี่ยจากการวัดหลายครั้งในระยะทางเดียวกัน[ 11 ]อันที่จริง แตกต่างจากค่าเฉลี่ยเลขคณิตหรือค่ามัธยฐานของความเร็ว ค่าเฉลี่ยฮาร์มอนิกของความเร็วจะให้ค่าความเร็วคงที่ที่จะทำให้เดินทางในระยะทางเดียวกันในเวลาเท่ากัน

โหมด แสดงถึงค่า ที่พบได้บ่อยที่สุดในกลุ่ม สามารถใช้ได้เมื่อข้อมูลเป็นหมวดหมู่มากกว่าตัวเลข [ 12 ]เมื่อความถี่ของแต่ละค่ามีความเกี่ยวข้อง (เช่น เมื่อ มีการอ้างอิงถึง ฮิสโตแกรมแผนภูมิแท่งหรือฟังก์ชันความหนาแน่นของความน่าจะเป็น ) [ 13 ]หรือเพื่อหาค่าที่แสดงถึงกลุ่มส่วนใหญ่[ 14 ]

สถิติอื่นๆที่สามารถใช้เป็นค่าเฉลี่ยได้ ได้แก่ค่ากึ่งกลางพิสัยค่าเฉลี่ยกำลังสองหรือค่าเฉลี่ยเรขาคณิตแต่โดยทั่วไปแล้วมักไม่เรียกค่าเหล่านี้ว่า "ค่าเฉลี่ย"

ปริมาณต่างๆ เหล่านี้ล้วนประมาณค่าแนวโน้มศูนย์กลาง ของกลุ่ม โดยแต่ละปริมาณมีข้อดีและข้อเสียแตก ต่างกันไป ในทางคณิตศาสตร์ อาจมองได้ว่าเป็นการแก้ปัญหาแปรผันที่แตกต่างกัน

คุณสมบัติทั่วไป

ค่าเฉลี่ยทั้งหมดของชุดข้อมูลจะอยู่ภายในขอบเขตของชุดข้อมูล นั้น (และสำหรับจำนวนจริง จะอยู่ระหว่างค่าสูงสุดและค่าต่ำสุด ) ดังนั้น หากชุดข้อมูลประกอบด้วยค่าเดียวกันทั้งหมด ค่าเฉลี่ยของชุดข้อมูลนั้นก็คือค่าดังกล่าว[ 15 ]

ค่าเฉลี่ยส่วนใหญ่[ a ]เป็นแบบโมโนโทนิก กล่าวคือ การเคลื่อนสมาชิกไปในทิศทางหนึ่งจะทำให้ค่าเฉลี่ยเคลื่อนไปในทิศทางเดียวกัน หรือกล่าวอีกนัยหนึ่งคือ ถ้าชุดตัวเลขสองชุดAและBมีจำนวนองค์ประกอบ เท่ากัน และสามารถจัดเรียงได้เพื่อให้แต่ละรายการในA ≥ รายการที่สอดคล้องกันในBแล้วค่าเฉลี่ยของA ≥ ค่าเฉลี่ยของB

ค่าเฉลี่ยที่ใช้กันทั่วไปทั้งหมดเป็นค่าเฉลี่ยเชิง เส้นเอก พันธุ์ กล่าว คือการคูณ ทุกค่าด้วยตัว คูณเดียวกันจะทำให้ค่าเฉลี่ยถูกคูณด้วยตัวคูณเดียวกันนั้นด้วย

ค่าเฉลี่ยส่วนใหญ่[ b ]ยังคงเหมือนเดิมเมื่อสลับรายการกล่าวคือ ลำดับไม่สำคัญ

รายการค่าเฉลี่ยที่เป็นไปได้

ชื่อสมการหรือคำอธิบายเพื่อเป็นแนวทางแก้ไขปัญหาการเพิ่มประสิทธิภาพ
ค่าเฉลี่ยเลขคณิตx¯=1nฉัน=1nxฉัน=1n(x1++xn){\displaystyle {\bar {x}}={\frac {1}{n}}\sum _{i=1}^{n}x_{i}={\frac {1}{n}}(x_{1}+\cdots +x_{n})}อาร์กมินxอาร์ฉัน=1n(xxฉัน)2{\displaystyle {\underset {x\in \mathbb {R} }{\operatorname {argmin} }}\,\sum _{i=1}^{n}(x-x_{i})^{2}}
ค่ามัธยฐานค่ากลางที่แบ่งชุดข้อมูลออกเป็นครึ่งบนและครึ่งล่าง อาจไม่ซ้ำกันหากชุดข้อมูลมีจำนวนจุดเป็นเลขคู่อาร์กมินxอาร์ฉัน=1n|xxฉัน|{\displaystyle {\underset {x\in \mathbb {R} }{\operatorname {argmin} }}\,\sum _{i=1}^{n}|x-x_{i}|}
ค่ามัธยฐานทางเรขาคณิตส่วนขยายของค่ามัธยฐานที่ไม่เปลี่ยนแปลงตามการหมุน สำหรับจุดในอาร์{\displaystyle \mathbb {R} ^{d}}อาร์กมินxอาร์ฉัน=1n||xxฉัน||2{\displaystyle {\underset {{\vec {x}}\in \mathbb {R} ^{d}}{\operatorname {argmin} }}\,\sum _{i=1}^{n}||{\vec {x}}-{\vec {x}}_{i}||_{2}}
ค่ามัธยฐานของทูคีย์การขยายค่ามัธยฐานที่ไม่เปลี่ยนแปลงตามการหมุนอีกแบบหนึ่งสำหรับจุดในอาร์{\displaystyle \mathbb {R} ^{d}}—จุดที่เพิ่มความลึกของ Tukey ให้สูงสุดอาร์กแม็กซ์xอาร์นาทีคุณอาร์ฉัน=1n({1, ถ้า (xฉันx)คุณ00, มิฉะนั้น){\displaystyle {\underset {{\vec {x}}\in \mathbb {R} ^{d}}{\operatorname {argmax} }}\,{\underset {{\vec {u}}\in \mathbb {R} ^{d}}{\operatorname {min} }}\,\sum _{i=1}^{n}\left({\begin{cases}1,{\text{ if }}({\vec {x}}_{i}-{\vec {x}})\cdot {\vec {u}}\geq 0\\0,{\text{ otherwise}}\end{cases}}\right)}
โหมดค่าที่ปรากฏบ่อยที่สุดในชุดข้อมูลอาร์กแม็กซ์xอาร์ฉัน=1n({1, ถ้า x=xฉัน0, ถ้า xxฉัน){\displaystyle {\underset {x\in \mathbb {R} }{\operatorname {argmax} }}\,\sum _{i=1}^{n}\left({\begin{cases}1,{\text{ if }}x=x_{i}\\0,{\text{ if }}x\neq x_{i}\end{cases}}\right)}
ค่าเฉลี่ยเรขาคณิตฉัน=1nxฉันn=x1x2xnn{\displaystyle {\sqrt[{n}]{\prod _{i=1}^{n}x_{i}}}={\sqrt[{n}]{x_{1}\cdot x_{2}\dotsb x_{n}}}}อาร์กมินxอาร์>0ฉัน=1n(ln(x)ln(xฉัน))2,ถ้า xฉัน>0ฉัน{1,,n}{\displaystyle {\underset {x\in \mathbb {R} _{>0}}{\operatorname {argmin} }}\,\sum _{i=1}^{n}(\ln(x)-\ln(x_{i}))^{2},\qquad {\text{if }}x_{i}>0\,\forall \,i\in \{1,\dots ,n\}}
ค่าเฉลี่ยฮาร์มอนิกn1x1+1x2++1xn{\displaystyle {\frac {n}{{\frac {1}{x_{1}}}+{\frac {1}{x_{2}}}+\cdots +{\frac {1}{x_{n}}}}}}อาร์กมินxอาร์0ฉัน=1n(1x1xฉัน)2{\displaystyle {\underset {x\in \mathbb {R} _{\neq 0}}{\operatorname {argmin} }}\,\sum _{i=1}^{n}\left({\frac {1}{x}}-{\frac {1}{x_{i}}}\right)^{2}}
ค่าเฉลี่ยคอนทราฮาร์โมนิกx12+x22++xn2x1+x2++xn{\displaystyle {\frac {x_{1}^{2}+x_{2}^{2}+\cdots +x_{n}^{2}}{{x_{1}}+{x_{2}}+\cdots +{x_{n}}}}}อาร์กมินxอาร์ฉัน=1nxฉัน(xxฉัน)2{\displaystyle {\underset {x\in \mathbb {R} }{\operatorname {argmin} }}\,\sum _{i=1}^{n}x_{i}(x-x_{i})^{2}}
เลห์เมอร์มีนฉัน=1nxฉันพีฉัน=1nxฉันพี1{\displaystyle {\frac {\sum _{i=1}^{n}x_{i}^{p}}{\sum _{i=1}^{n}x_{i}^{p-1}}}}อาร์กมินxอาร์ฉัน=1nxฉันพี1(xxฉัน)2{\displaystyle {\underset {x\in \mathbb {R} }{\operatorname {argmin} }}\,\sum _{i=1}^{n}x_{i}^{p-1}(x-x_{i})^{2}}
ค่าเฉลี่ยกำลังสอง (หรือ RMS)1nฉัน=1nxฉัน2=1n(x12+x22++xn2){\displaystyle {\sqrt {{\frac {1}{n}}\sum _{i=1}^{n}x_{i}^{2}}}={\sqrt {{\frac {1}{n}}\left(x_{1}^{2}+x_{2}^{2}+\cdots +x_{n}^{2}\right)}}}อาร์กมินxอาร์0ฉัน=1n(x2xฉัน2)2{\displaystyle {\underset {x\in \mathbb {R} _{\geq 0}}{\operatorname {argmin} }}\,\sum _{i=1}^{n}(x^{2}-x_{i}^{2})^{2}}
ค่าเฉลี่ยลูกบาศก์1nฉัน=1nxฉัน33=1n(x13+x23++xn3)3{\displaystyle {\sqrt[{3}]{{\frac {1}{n}}\sum _{i=1}^{n}x_{i}^{3}}}={\sqrt[{3}]{{\frac {1}{n}}\left(x_{1}^{3}+x_{2}^{3}+\cdots +x_{n}^{3}\right)}}}อาร์กมินxอาร์0ฉัน=1n(x3xฉัน3)2,ถ้า xฉัน0ฉัน{1,,n}{\displaystyle {\underset {x\in \mathbb {R} _{\geq 0}}{\operatorname {argmin} }}\,\sum _{i=1}^{n}(x^{3}-x_{i}^{3})^{2},\qquad {\text{if }}x_{i}\geq 0\,\forall \,i\in \{1,\dots ,n\}}
ค่าเฉลี่ยทั่วไป1nฉัน=1nxฉันพีพี{\displaystyle {\sqrt[{p}]{{\frac {1}{n}}\cdot \sum _{i=1}^{n}x_{i}^{p}}}}อาร์กมินxอาร์0ฉัน=1n(xพีxฉันพี)2,ถ้า xฉัน0ฉัน{1,,n}{\displaystyle {\underset {x\in \mathbb {R} _{\geq 0}}{\operatorname {argmin} }}\,\sum _{i=1}^{n}(x^{p}-x_{i}^{p})^{2},\qquad {\text{if }}x_{i}\geq 0\,\forall \,i\in \{1,\dots ,n\}}
ค่าเฉลี่ยเลขคณิตกึ่งเอฟ1(1nเค=1nเอฟ(xเค)){\displaystyle f^{-1}\left({\frac {1}{n}}\sum _{k=1}^{n}f(x_{k})\right)}อาร์กมินxโดม(เอฟ)ฉัน=1n(เอฟ(x)เอฟ(xฉัน))2,ถ้า เอฟ{\displaystyle {\underset {x\in \operatorname {dom} (f)}{\operatorname {argmin} }}\,\sum _{i=1}^{n}(f(x)-f(x_{i}))^{2},\qquad {\text{if }}f}เป็นโมโนโทนิก
ค่าเฉลี่ยถ่วงน้ำหนักฉัน=1nฉันxฉันฉัน=1nฉัน=1x1+2x2++nxn1+2++n{\displaystyle {\frac {\sum _{i=1}^{n}w_{i}x_{i}}{\sum _{i=1}^{n}w_{i}}}={\frac {w_{1}x_{1}+w_{2}x_{2}+\cdots +w_{n}x_{n}}{w_{1}+w_{2}+\cdots +w_{n}}}}อาร์กมินxอาร์ฉัน=1nฉัน(xxฉัน)2{\displaystyle {\underset {x\in \mathbb {R} }{\operatorname {argmin} }}\,\sum _{i=1}^{n}w_{i}(x-x_{i})^{2}}
ค่าเฉลี่ยที่ถูกตัดทอนค่าเฉลี่ยเลขคณิตของค่าข้อมูลหลังจากตัดค่าข้อมูลสูงสุดและต่ำสุดออกไปจำนวนหนึ่งหรือในสัดส่วนที่กำหนด
ค่าเฉลี่ยระหว่างควาร์ไทล์กรณีพิเศษของค่าเฉลี่ยแบบตัดทอน โดยใช้ช่วงควาร์ไทล์กรณีพิเศษของค่าเฉลี่ยแบบตัดทอนระหว่างควาร์ไทล์ ซึ่งดำเนินการกับควาร์ไทล์ (มักจะ เป็น เดซิไล์หรือเปอร์เซ็นไทล์ ) ที่มีระยะห่างเท่ากัน แต่คนละด้านของค่า มัธยฐาน
ช่วงกลาง12(สูงสุดx+นาทีx){\displaystyle {\frac {1}{2}}\left(\max x+\min x\right)}อาร์กมินxอาร์สูงสุดฉัน{1,,n}|xxฉัน|{\displaystyle {\underset {x\in \mathbb {R} }{\operatorname {argmin} }}\,{\underset {i\in \{1,\dots ,n\}}{\operatorname {max} }}\,|x-x_{i}|}
ค่าเฉลี่ยแบบวินซอร์ไรซ์คล้ายกับค่าเฉลี่ยที่ถูกตัดทอน แต่แทนที่จะลบค่าสุดขั้วออกไป จะกำหนดค่าเหล่านั้นให้เท่ากับค่าที่มากที่สุดและน้อยที่สุดที่เหลืออยู่
เมดอยด์วัตถุที่เป็นตัวแทนของชุดX{\displaystyle {\mathcal {X}}}วัตถุที่มีผลรวมของความแตกต่างน้อยที่สุดเมื่อเทียบกับวัตถุทั้งหมดในชุด โดยพิจารณาจากฟังก์ชันความแตกต่างบางอย่าง{\displaystyle d}.อาร์กมินyXฉัน=1n(y,xฉัน){\displaystyle {\underset {y\in {\mathcal {X}}}{\operatorname {argmin} }}\sum _{i=1}^{n}d(y,x_{i})}

ถึงแม้ว่าอาจจะไม่ใช่ค่าเฉลี่ยก็ตามτ{\displaystyle \tau }ควอนไทล์ที่ th ( สถิติสรุป อีกตัวหนึ่ง ที่ขยายความจากค่ามัธยฐาน) สามารถแสดงออกมาในรูปของคำตอบของปัญหาการหาค่าที่เหมาะสมที่สุดได้เช่นกัน

อาร์กมินxอาร์ฉัน=1nสูงสุด((1τ)(xฉันx),τ(xxฉัน))=อาร์กมินxอาร์ฉัน=1n(|xxฉัน|+(12τ)x){\displaystyle {\underset {x\in \mathbb {R} }{\operatorname {argmin} }}\,\sum _{i=1}^{n}\max {\big (}(1-\tau )(x_{i}-x),\,\tau (x-x_{i}){\big )}={\underset {x\in \mathbb {R} }{\operatorname {argmin} }}\,\sum _{i=1}^{n}{\big (}|x-x_{i}|+(1-2\tau )\,x{\big )}},

ซึ่งมีเป้าหมายเพื่อลดการสูญเสียค่าสัมบูรณ์ที่เอียง โดยรวม (หรือ การสูญเสีย ควอนไทล์หรือ การสูญเสีย พินบอล ) ให้เหลือน้อยที่สุด

ค่าเฉลี่ยที่ซับซ้อนกว่าอื่นๆ ได้แก่trimmore sophistiean , trimedianและnormalized meanพร้อมด้วยการสรุปทั่วไป[ 16 ]

โดยทั่วไปแล้ว เราสามารถสร้างค่าเฉลี่ยของเราเองได้โดยใช้ค่าเฉลี่ย แบบ fทั่วไป :

y=เอฟ1(1n[เอฟ(x1)+เอฟ(x2)++เอฟ(xn)]){\displaystyle y=f^{-1}\left({\frac {1}{n}}\left[f(x_{1})+f(x_{2})+\cdots +f(x_{n})\right]\right)}

โดยที่fคือฟังก์ชันที่ผกผันได้ใดๆ ค่าเฉลี่ยฮาร์มอนิกเป็นตัวอย่างหนึ่งของการใช้f ( x ) = 1/ xและค่าเฉลี่ยเรขาคณิตเป็นอีกตัวอย่างหนึ่ง โดยใช้f ( x ) = log x 

อย่างไรก็ตาม วิธีการสร้างค่าเฉลี่ยนี้ไม่ครอบคลุมเพียงพอที่จะครอบคลุมค่าเฉลี่ยทั้งหมด วิธีการที่ทั่วไปกว่า[ 17 ]สำหรับการกำหนดค่าเฉลี่ยจะใช้ฟังก์ชันg ( x , x , ..., x ) ของรายการอาร์กิวเมนต์ที่ต่อเนื่องเพิ่มขึ้นอย่างเคร่งครัดในแต่ละอาร์กิวเมนต์ และสมมาตร (ไม่เปลี่ยนแปลงภายใต้การสลับตำแหน่งของอาร์กิวเมนต์) ค่าเฉลี่ยyคือค่าที่เมื่อแทนที่สมาชิกแต่ละตัวในรายการแล้วจะได้ค่าฟังก์ชันเดียวกัน: g ( y , y , ..., y ) = g ( x , x , ..., x )คำจำกัดความที่ครอบคลุมที่สุดนี้ยังคงครอบคลุมคุณสมบัติที่สำคัญของค่าเฉลี่ยทั้งหมด นั่นคือค่าเฉลี่ยของรายการองค์ประกอบที่เหมือนกันคือองค์ประกอบนั้นเอง ฟังก์ชันg ( x , x , ..., x ) = x + x + ··· + x ให้ค่าเฉลี่ยเลขคณิต ฟังก์ชันg ( x , x , ..., x ) = x x ··· x (โดยที่องค์ประกอบในรายการเป็นจำนวนบวก) ให้ค่าเฉลี่ยเรขาคณิต ฟังก์ชันg ( x , x , ..., x ) = ( x −1 + x −1 + ··· + x −1 ) −1 ) (โดยที่องค์ประกอบในรายการเป็นจำนวนบวก) ให้ค่าเฉลี่ยฮาร์มอนิก[ 17 ]   

ค่าเฉลี่ยเคลื่อนที่

เมื่อพิจารณาอนุกรมเวลาเช่น ราคาหุ้นรายวันหรืออุณหภูมิรายปี ผู้คนมักต้องการสร้างอนุกรมที่ราบเรียบกว่า[ 18 ]ซึ่งจะช่วยแสดงแนวโน้มพื้นฐานหรือพฤติกรรมเป็นช่วงๆ วิธีง่ายๆ ในการทำเช่นนี้คือค่าเฉลี่ยเคลื่อนที่ : เลือกตัวเลขnและสร้างอนุกรมใหม่โดยการหาค่าเฉลี่ยเลขคณิตของ ค่า n แรก จากนั้นเลื่อนไปข้างหน้าหนึ่งตำแหน่งโดยตัดค่าที่เก่าที่สุดออกและแนะนำค่าใหม่ที่ปลายอีกด้านของรายการ และทำเช่นนี้ต่อไปเรื่อยๆ นี่คือรูปแบบที่ง่ายที่สุดของค่าเฉลี่ยเคลื่อนที่ รูปแบบที่ซับซ้อนกว่านั้นเกี่ยวข้องกับการใช้ค่าเฉลี่ยถ่วงน้ำหนัก การถ่วงน้ำหนักสามารถใช้เพื่อเพิ่มหรือลดพฤติกรรมเป็นช่วงๆ ต่างๆ และมีการวิเคราะห์อย่างละเอียดเกี่ยวกับน้ำหนักที่จะใช้ในเอกสารเกี่ยวกับการกรองในการประมวลผลสัญญาณดิจิทัลคำว่า "ค่าเฉลี่ยเคลื่อนที่" ถูกใช้แม้ว่าผลรวมของน้ำหนักจะไม่ใช่ 1.0 (ดังนั้นอนุกรมเอาต์พุตจึงเป็นเวอร์ชันที่ปรับขนาดของค่าเฉลี่ย) [ 19 ]เหตุผลก็คือนักวิเคราะห์มักจะสนใจเฉพาะแนวโน้มหรือพฤติกรรมเป็นช่วงๆ เท่านั้น

ประวัติศาสตร์

ต้นทาง

ครั้งแรกที่มีการบันทึกไว้ว่าค่าเฉลี่ยเลขคณิตถูกขยายจาก 2 เป็น n กรณีเพื่อใช้ในการประมาณค่าคือในศตวรรษที่สิบหก ตั้งแต่ปลายศตวรรษที่สิบหกเป็นต้นมา วิธีนี้ค่อยๆ กลายเป็นวิธีการทั่วไปที่ใช้ในการลดข้อผิดพลาดในการวัดในหลายๆ ด้าน[ 20 ] [ 21 ]ในเวลานั้น นักดาราศาสตร์ต้องการทราบค่าที่แท้จริงจากการวัดที่มีสัญญาณรบกวน เช่น ตำแหน่งของดาวเคราะห์หรือเส้นผ่านศูนย์กลางของดวงจันทร์ นักวิทยาศาสตร์สันนิษฐานว่าการใช้ค่าเฉลี่ยของค่าที่วัดได้หลายค่าจะทำให้ข้อผิดพลาดรวมกันเป็นจำนวนที่ค่อนข้างน้อยเมื่อเทียบกับผลรวมของค่าที่วัดได้ทั้งหมด วิธีการหาค่าเฉลี่ยเพื่อลดข้อผิดพลาดในการสังเกตส่วนใหญ่พัฒนาขึ้นในทางดาราศาสตร์[ 20 ] [ 22 ]สิ่งที่อาจเป็นต้นแบบของค่าเฉลี่ยเลขคณิตคือค่ากลาง (ค่าเฉลี่ยของค่าสุดขั้วสองค่า) ซึ่งใช้ในดาราศาสตร์อาหรับในศตวรรษที่เก้าถึงสิบเอ็ด รวมถึงในโลหะวิทยาและการเดินเรือด้วย[ 21 ]

อย่างไรก็ตาม มีการอ้างอิงถึงการใช้ค่าเฉลี่ยเลขคณิตแบบคลุมเครืออยู่บ้างในอดีต (ซึ่งไม่ชัดเจนนัก แต่ก็อาจเกี่ยวข้องกับนิยามค่าเฉลี่ยในปัจจุบันของเรา) ในข้อความจากศตวรรษที่ 4 เขียนไว้ว่า (ข้อความในวงเล็บเหลี่ยมเป็นข้อความที่อาจหายไปซึ่งอาจช่วยชี้แจงความหมายได้): [ 23 ]

In the first place, we must set out in a row the sequence of numbers from the monad up to nine: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9. Then we must add up the amount of all of them together, and since the row contains nine terms, we must look for the ninth part of the total to see if it is already naturally present among the numbers in the row; and we will find that the property of being [one] ninth [of the sum] only belongs to the [arithmetic] mean itself...

Even older potential references exist. There are records that from about 700 BC, merchants and shippers agreed that damage to the cargo and ship (their "contribution" in case of damage by the sea) should be shared equally among themselves.[22] This might have been calculated using the average, although there seem to be no direct record of the calculation.

Etymology

The root is found in Arabic as عوار ʿawār, a defect, or anything defective or damaged, including partially spoiled merchandise; and عواري ʿawārī (also عوارة ʿawāra) = "of or relating to ʿawār, a state of partial damage".[c] Within the Western languages the word's history begins in medieval sea-commerce on the Mediterranean. 12th and 13th century Genoa Latin avaria meant "damage, loss and non-normal expenses arising in connection with a merchant sea voyage"; and the same meaning for avaria is in Marseille in 1210, Barcelona in 1258 and Florence in the late 13th.[d] 15th-century Frenchavarie had the same meaning, and it begot English "averay" (1491) and English "average" (1502) with the same meaning. Today, Italian avaria, Catalan avaria and French avarie still have the primary meaning of "damage". The transformation of the meaning in English began in later medieval and early modern Western merchant-marine law contracts under which if the ship met a bad storm and some of the goods had to be thrown overboard to make the ship lighter and safer, then all merchants whose goods were on the ship were to suffer proportionately (and not whoever's goods were thrown overboard); and more generally there was to be proportionate distribution of any avaria. From there the word was adopted by British insurers, creditors, and merchants for talking about their losses as being spread across their whole portfolio of assets and having a mean proportion.[d][24]

ความเสียหายทางทะเลแบ่งออกเป็นสองประเภท คือความเสียหายเฉพาะส่วนซึ่งผู้เป็นเจ้าของทรัพย์สินที่เสียหายต้องรับผิดชอบแต่เพียงผู้เดียว และความเสียหายทั่วไปซึ่งเจ้าของทรัพย์สินสามารถเรียกร้องค่าชดเชยตามสัดส่วนจากทุกฝ่ายที่เกี่ยวข้องในกิจการทางทะเลได้ วิธีการคำนวณที่ใช้ในการปรับความเสียหายทั่วไปทำให้คำว่า "เฉลี่ย" ถูกนำมาใช้ในความหมายว่า "ค่าเฉลี่ยเลขคณิต"

การใช้ภาษาอังกฤษแบบที่สอง ซึ่งมีการบันทึกไว้ตั้งแต่ปี ค.ศ. 1674 และบางครั้งสะกดว่า "averish" หมายถึงเศษเหลือและการเจริญเติบโตครั้งที่สองของพืชไร่ ซึ่งถือว่าเหมาะสมสำหรับการบริโภคโดยสัตว์ใช้งาน ("avers") [ 25 ]

มีการใช้คำนี้มาก่อนหน้านี้ (อย่างน้อยก็ตั้งแต่ศตวรรษที่ 11) ในบริบทที่ไม่เกี่ยวข้องกัน ดูเหมือนว่าจะเป็นคำศัพท์ทางกฎหมายเก่าที่ใช้เรียกภาระผูกพันในการทำงานรับจ้างรายวันของชาวนาต่อเจ้าหน้าที่บังคับคดี ซึ่งอาจจะถูกแปลงเป็นภาษาอังกฤษจากคำว่า "avera" ที่พบในหนังสือ Domesday Book ของอังกฤษ (1085)

อย่างไรก็ตาม พจนานุกรมภาษาอังกฤษอ็อกซ์ฟอร์ดกล่าวว่า รากศัพท์ที่มาจากภาษาเยอรมันhafen (สวรรค์) และภาษาอาหรับʿawâr (การสูญเสีย ความเสียหาย) ได้ถูก "กำจัดออกไปโดยสิ้นเชิง" และคำนี้มีต้นกำเนิดมาจากภาษาโรมานซ์[ 26 ]

ค่าเฉลี่ยในฐานะเครื่องมือทางวาทศิลป์

เนื่องจากคำว่า "ค่าเฉลี่ย" มีลักษณะเป็นภาษาพูด จึงสามารถใช้คำนี้เพื่อบิดเบือนความหมายที่แท้จริงของข้อมูลและเสนอคำตอบที่แตกต่างกันสำหรับคำถามต่างๆ โดยขึ้นอยู่กับวิธีการหาค่าเฉลี่ย (ส่วนใหญ่คือค่าเฉลี่ยเลขคณิต มัธยฐาน หรือฐานนิยม) ที่ใช้ ในบทความของเขาเรื่อง "Framed for Lying: Statistics as In/Artistic Proof" แดเนียล ลิเบอร์ทซ์ อาจารย์จากมหาวิทยาลัยพิตต์สเบิร์ก แสดงความคิดเห็นว่าข้อมูลทางสถิติมักถูกมองข้ามไปในการโต้แย้งเชิงวาทศิลป์ด้วยเหตุผลนี้ [ 27 ]อย่างไรก็ตาม เนื่องจากพลังในการโน้มน้าวใจ ค่าเฉลี่ยและค่าทางสถิติอื่นๆ จึงไม่ควรถูกทิ้งไปโดยสิ้นเชิง แต่ควรใช้และตีความอย่างระมัดระวัง ลิเบอร์ทซ์เชิญชวนให้เรามีส่วนร่วมอย่างมีวิจารณญาณไม่เพียงแต่กับข้อมูลทางสถิติ เช่น ค่าเฉลี่ยเท่านั้น แต่ยังรวมถึงภาษาที่ใช้ในการอธิบายข้อมูลและการใช้งานด้วย โดยกล่าวว่า "หากสถิติขึ้นอยู่กับการตีความ นักวาทศิลป์ควรเชิญชวนให้ผู้ชมตีความแทนที่จะยืนกรานให้มีการตีความ" [ 27 ]ในหลายกรณี มีการให้ข้อมูลและการคำนวณเฉพาะเพื่อช่วยอำนวยความสะดวกในการตีความตามกลุ่มเป้าหมายนี้

ดูเพิ่มเติม

หมายเหตุ

  1. ข้อยกเว้นประการหนึ่งคือค่าฐานนิยมตัวอย่างเช่น ค่าฐานนิยมของ [1, 1, 2, 2, 2] คือ 2 แต่ค่าฐานนิยมของ [1, 1, 2, 3, 4] คือ 1 นอกจากนี้ ค่าเฉลี่ยส่วนใหญ่เป็นแบบโมโนโทนอย่างเคร่งครัด แต่บางค่า เช่น ค่ามัธยฐาน ค่า เฉลี่ยแบบตัดทอนและค่าเฉลี่ยแบบวินซอไรซ์เป็นแบบโมโนโทนอย่างอ่อน และอาจยังคงเหมือนเดิมหลังจากค่าบางค่าเพิ่มขึ้น
  2. ข้อยกเว้นสำหรับกรณีนี้อาจรวมถึงค่าเฉลี่ยถ่วงน้ำหนัก (หากมีการกำหนดน้ำหนักตามตำแหน่ง) และค่าเฉลี่ยเคลื่อนที่ (หากพิจารณาทั้งลำดับหรือเส้นโค้งที่ได้) ค่าเฉลี่ยเคลื่อนที่มักคำนวณโดยใช้ค่าเฉลี่ยถ่วงน้ำหนักตามตำแหน่ง
  3. ภาษาอาหรับยุคกลางมีคำว่า عور ʿawrซึ่งหมายถึง "ตาบอดข้างหนึ่ง" และ عوار ʿawārซึ่งหมายถึง "ความบกพร่องใดๆ หรือสิ่งใดๆ ที่ชำรุดเสียหาย" พจนานุกรมภาษา อาหรับ ยุคกลางบางเล่ม อยู่ใน Baheth.info (เก็บถาวรเมื่อ 2013-10-29) ที่ Wayback Machineและคำแปลภาษาอังกฤษของสิ่งที่อยู่ใน พจนานุกรมภาษา อาหรับ ยุคกลางบางส่วน อยู่ใน Lane's Arabic-English Lexiconหน้า 2193 และ 2195พจนานุกรมยุคกลางไม่ได้ระบุคำว่า عوارية ʿawārīaไว้คำว่า ʿAwārīaสามารถสร้างขึ้นได้ตามธรรมชาติใน ไวยากรณ์ภาษา อาหรับเพื่ออ้างถึงสิ่งที่มี ʿawārแต่ในทางปฏิบัติในตำราภาษาอาหรับ ยุคกลาง คำว่า ʿawārīaนั้นหายากหรือไม่มีเลย ในขณะที่รูปแบบ عواري ʿawārīและ عوارة ʿawāraถูกใช้บ่อยเมื่ออ้างถึงสิ่งที่มี ʿawārหรือความเสียหาย – สามารถดูได้จากชุดตำรายุคกลางที่ค้นหาได้ที่ AlWaraq.net (ลิงก์หนังสือสามารถคลิกได้ทางด้านขวามือ)
  4. 1 2 ต้น กำเนิด ภาษาอาหรับของ คำว่า avariaถูกรายงานครั้งแรกโดย Reinhart Dozy ในศตวรรษที่ 19 บทสรุปดั้งเดิมของ Dozy อยู่ในหนังสือ Glossaire ปี 1869 ของเขา ข้อมูลสรุปเกี่ยวกับบันทึกแรกเริ่มของคำนี้ในภาษาอิตาลี-ละติน อิตาลี คาตาลัน และฝรั่งเศส อยู่ที่ avarie @ CNRTL.fr เก็บถาวรเมื่อวันที่ 6 มกราคม 2019 ที่ Wayback Machineท่าเรือเจนัวเป็นที่ตั้งของบันทึกที่เก่าแก่ที่สุดที่รู้จักในภาษาต่างๆ ของยุโรป ในปี 1157 ชุดบันทึกภาษาละตินยุคกลางของ avariaที่เจนัวอยู่ในพจนานุกรมที่ดาวน์โหลดได้ Vocabolario Ligureโดย Sergio Aprosio ปี 2001 avariaอยู่ในเล่มที่ 1 หน้า 115-116 บันทึกอื่นๆ อีกมากมายในภาษาละตินยุคกลางที่เจนัวอยู่ที่ StoriaPatriaGenova.itโดยส่วนใหญ่จะอยู่ในรูปพหูพจน์ avariisและ avariasที่ท่าเรือมาร์เซย์ในช่วงครึ่งแรกของศตวรรษที่ 13 สัญญาการค้าที่ได้รับการรับรองโดยทนายความมีคำภาษาละติน avariis (รูปพหูพจน์ของ avaria ) อยู่หลายสิบฉบับ ดังที่ตีพิมพ์ใน Blancard ปี 1884ข้อมูลบางส่วนเกี่ยวกับคำภาษาอังกฤษนี้ตลอดหลายศตวรรษอยู่ที่ NED (ปี 1888)ดูคำจำกัดความของคำว่า "average" ในภาษาอังกฤษในพจนานุกรมภาษาอังกฤษที่ตีพิมพ์ในช่วงต้นศตวรรษที่ 18 ซึ่งเป็นช่วงเวลาก่อนการเปลี่ยนแปลงความหมายครั้งใหญ่ ได้แก่พจนานุกรมของ Kersey-Phillips (1706) ,พจนานุกรมของ Blount (ฉบับปี 1707) ,พจนานุกรมของ Hatton (1712) ,พจนานุกรมของ Bailey (1726) ,พจนานุกรมของ Martin (1749)ความซับซ้อนบางประการเกี่ยวกับประวัติของคำภาษาอังกฤษนี้มีการกล่าวถึงใน Hensleigh Wedgwood ปี 1882 หน้า 11และ Walter Skeat ปี 1888 หน้า 781 ปัจจุบันมีความเห็นพ้องกันว่า: (#1) คำว่า "average" ในภาษาอังกฤษปัจจุบันสืบเชื้อสายมาจาก คำว่า avaria ในภาษาอิตาลีสมัยกลาง และ avariaในภาษาคาตาลันและ (#2) ในกลุ่มภาษาละติน คำว่า avariaเริ่มต้นในศตวรรษที่ 12 โดยเริ่มแรกเป็นคำที่ใช้ในการค้าทางทะเลเมดิเตอร์เรเนียน และ (#3) ไม่พบรากศัพท์ของ avariaในภาษาละติน และ (#4) มีคำภาษาอาหรับจำนวนมากเข้ามาในภาษาอิตาลี คาตาลัน และโปรวองซาลในศตวรรษที่ 12 และ 13 โดยเริ่มต้นจากคำที่ใช้ในการค้าทางทะเลเมดิเตอร์เรเนียน และ (#5) คำว่า ʿawār | ʿawārī ในภาษาอาหรับนั้น ออกเสียงคล้ายกับ avaria มาก เนื่องจากการเปลี่ยน w เป็น v เป็นเรื่องปกติในภาษาละตินและอิตาลี และ -iaเป็นคำต่อท้ายในภาษาอิตาลี และบันทึกที่เก่าแก่ที่สุดของคำในภาษาตะวันตกนั้นอยู่ในพื้นที่ที่พูดภาษาอิตาลี (เขียนเป็นภาษาละติน) และนักวิจารณ์ส่วนใหญ่เห็นพ้องต้องกันว่า (#6) คำว่าʿawār | ʿawārī ในภาษาอาหรับ = "ความเสียหาย | เกี่ยวกับความเสียหาย" มีความหมายที่ตรงกับavaria = "ความเสียหายหรือค่าใช้จ่ายจากความเสียหาย" นักวิจารณ์ส่วนน้อยมีความสงสัยในเรื่องนี้โดยให้เหตุผลว่าบันทึกแรกๆ ของavaria ในภาษาอิตาลี-ละติน ในบางกรณีมีความหมายว่า "ค่าใช้จ่าย" ในความหมายทั่วไปมากกว่า – ดู TLIO (ในภาษาอิตาลี)ความเห็นส่วนใหญ่คือความหมายของ "ค่าใช้จ่าย" เป็นการขยายความจาก "ความเสียหายและค่าใช้จ่ายจากความเสียหาย" และลำดับเวลาของความหมายในบันทึกสนับสนุนมุมมองนี้ และความหมายกว้างๆ "ค่าใช้จ่าย" ไม่เคยเป็นความหมายที่ใช้กันทั่วไปมากที่สุด จากประเด็นข้างต้น จึงอนุมานได้ว่าคำในภาษาละตินมาจากหรืออาจมาจากคำในภาษาอาหรับ

อ่านเพิ่มเติม

  • Bakker, Arthur (มีนาคม 2546). "ประวัติศาสตร์ช่วงต้นของค่าเฉลี่ยและนัยสำคัญต่อการศึกษา"วารสารการศึกษาสถิติ 11 ( 1). doi : 10.1080/10691898.2003.11910694 .
  • Edgeworth, FY (1889) [อ่านเมื่อ 25 พฤษภาคม 1885]. "VII. การสังเกตและสถิติ บทความเกี่ยวกับทฤษฎีข้อผิดพลาดของการสังเกตและหลักการพื้นฐานของสถิติ" วารสารของสมาคมปรัชญาเคมบริดจ์ XIV ( II): 138– 169. Google Books TdIsAAAAYAAJ . บันทึกHathiTrust 000526741 , รายการmdp.39015008919659 ; บันทึก100324784 , รายการhvd.32044092879402 .
    • Edgeworth, FY (25 พฤษภาคม 1885). "(4) การสังเกตและสถิติ : บทคัดย่อ". การดำเนินการของสมาคมปรัชญาเคมบริดจ์ V ( IV): 310– 312. Google Books KdIsAAAAYAAJ , zpw1AAAAIAAJ . บันทึกHathiTrust 100528415 , รายการhvd.hwhqbe . Internet Archive proceedingscambr05camb , proceedingsofcam5188386camb , proceedingscamb09socigoog .
    • "คำแก้ไขเพิ่มเติมเกี่ยวกับบทความของนาย FY Edgeworth" Proceedings of the Cambridge Philosophical Society . VI (II): 101– 102. 30 พฤษภาคม 1887. Google Books E501AAAAIAAJ . Internet Archive proceedingscamb12socigoog .
  • เคนเนดี, คริสโตเฟอร์; สแตนลีย์, เจสัน (กรกฎาคม 2552). "โดยเฉลี่ย"" .มายด์ . 118 (471): 583– 646. doi : 10.1093/mind/ fzp094. eISSN 1460-2113 . ISSN 0026-4423  
  • การคำนวณและการเปรียบเทียบระหว่างค่าเฉลี่ยเลขคณิตและค่าเฉลี่ยเรขาคณิตของสองค่า

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ไม่มีชื่อบทความ

ใน ทางคณิตศาสตร์ ค่า เฉลี่ย ของกลุ่มหรือชุดข้อมูล คือค่าที่อยู่ ตรงกลาง มากที่สุด เป็นค่าทั่วไปมากที่สุด หรือเป็นค่าที่แสดงถึง ลักษณะ โดยรวมของกลุ่มนั้น ในทางคณิตศาสตร์ มักหมายถึง.

คำจำกัดความ

นิยามของค่าเฉลี่ยที่ใช้กันทั่วไปมากที่สุดคือค่า เฉลี่ยเลขคณิต [ 2 ] กล่าวคือ ผลรวมหารด้วยจำนวน ดังนั้น "ค่าเฉลี่ย" ของรายการตัวเลข [2, 3, 4, 7, 9] โดยทั่วไปถือว่าเท่ากับ (2+3+4+7+9)/5 = 25/5 = 5

คุณสมบัติทั่วไป

ค่าเฉลี่ยทั้งหมดของชุดข้อมูลจะอยู่ภายใน ขอบเขตของชุดข้อมูล นั้น (และสำหรับจำนวนจริง จะอยู่ระหว่างค่า สูงสุดและค่าต่ำสุด ) ดังนั้น หากชุดข้อมูลประกอบด้วยค่าเดียวกันทั้งหมด ค่าเฉลี่ยของชุดข้อมูลนั้นก็คือค่าดังกล่าว [ 15 ]

รายการค่าเฉลี่ยที่เป็นไปได้

ถึงแม้ว่าอาจจะไม่ใช่ค่าเฉลี่ยก็ตาม τ {\displaystyle \tau } ควอนไทล์ ที่ th ( สถิติสรุป อีกตัวหนึ่ง ที่ขยายความจากค่ามัธยฐาน) สามารถแสดงออกมาในรูปของคำตอบของปัญหาการหาค่าที่เหมาะสมที่สุดได้เช่นกัน