标准偏差和标准误差是统计学中常用的两个变异性指标,它们虽然只有一字之差,但在统计含义上却有着显著的区别。标准偏差,英文名为standard deviation,其名称中的"deviation"意为“离差”,反映的是数据本身的波动情况。而标准误差则被称为standard error,它描述的是在多次重复抽样中,某统计量(如均值、中位数等)的变异性。
直观理解,标准偏差更多地反映了单个数据点的分散程度,而标准误差则更多地反映了样本统计量(如均值)在多次抽样中的稳定性和一致性。从计算公式来看,标准偏差的计算公式为:\(s = \sqrt{\frac{\sum (x_i - \bar{x})^2}{n-1}}\),其中,\(s\) 表示标准偏差,\(x_i\) 是每个观测值,\(\bar{x}\) 是样本均值,\(n\) 是样本数量。
标准误差的计算公式为:\(\text{SE} = \frac{s}{\sqrt{n}}\),这里的 \(s\) 是上面提到的标准偏差,而 \(\text{SE}\) 则表示样本统计量的标准误差。通过这个公式,我们可以看到,标准误差的大小与样本数量的平方根成反比。因此,当样本标准偏差固定时,随着抽样次数的增加,标准误差会逐渐减小。
如果样本标准偏差保持不变,为了使标准误差减半,样本数量需要增加到原来的4倍。这一规律背后的原理在于,随着样本数量的增加,样本统计量的变异性会逐渐减少,从而使得标准误差也随之减小。
另一方面,如果抽样行为已经完成,那么抽样次数 \(n\) 是固定的。此时,可以通过计算样本统计量的标准偏差来估计标准误差。换句话说,如果能够获得样本统计量的标准偏差,就能大致估算出标准误差的大小。