Menu

Tính z-score

Một giá trị cách trung bình bao nhiêu độ lệch chuẩn, chính xác, kèm phân vị tương ứng.

Tác giả Nethanel Bar, Đồng sáng lập và CEO

Cập nhật lần cuối

Muốn tự giải mà không cần máy tính?

Khóa học toán của Coddy dạy chính phương pháp giải: bạn làm từng bước trên một bảng tương tác và được chỉ ra chính xác bước nào bị sai.

Z-score là khoảng cách đo bằng độ lệch chuẩn

Lấy một giá trị bất kỳ trong phân phối, trừ đi trung bình rồi chia cho độ lệch chuẩn. Kết quả cho biết giá trị đó cách tâm bao nhiêu độ lệch chuẩn và về phía nào. z bằng 2 nghĩa là cao hơn trung bình hai độ lệch chuẩn; z bằng âm 0.5 nghĩa là thấp hơn nửa độ lệch chuẩn. Công thức chỉ có vậy, và đáng để tự tính tay một lần, vì mọi ý tưởng về sau trong thống kê, từ khoảng tin cậy đến kiểm định giả thuyết, đều là z-score dưới một hình thức khác.

Z-score quan trọng vì nó đặt mọi phân phối chuẩn lên cùng một thước đo. Điểm 85 trong bài kiểm tra có trung bình 70 và độ lệch chuẩn 6 cho z = 2.5; chiều cao 190 cm trong một tập hợp có trung bình 175 và độ lệch chuẩn 6 cũng cho z = 2.5. Cả hai nằm ở cùng một phân vị, khoảng phân vị thứ 99.4, và một bảng tra dùng được cho cả hai. Trang này tra bảng giúp bạn, vẽ đường cong với phần diện tích bên dưới giá trị của bạn được tô màu, đồng thời cho biết tỷ lệ phía trên và tỷ lệ nằm trong khoảng cách đó quanh trung bình.

Phần tính toán ở đây luôn chính xác. z bằng 15 chia 6 là 5/2, và trang này in 5/2 kèm 2.5 bên cạnh, thay vì một số thập phân phải làm tròn khi các con số không đẹp như vậy. Phân vị là diện tích dưới đường cong nên tất yếu là số thập phân, và được ghi rõ như vậy.

Điều cần biết về z-score

  • Dấu cho biết phía. Âm là dưới trung bình, dương là trên; z bằng 0 chính là trung bình.
  • Gần như mọi giá trị nằm trong khoảng ba. Khoảng 68% tập hợp có phân phối chuẩn nằm trong một độ lệch chuẩn, 95% trong hai, 99.7% trong ba. z bằng 4 thật sự hiếm.
  • Phân vị là diện tích bên trái. z bằng 1.28 nằm ở khoảng phân vị thứ 90, 1.645 ở phân vị thứ 95, 2.33 ở phân vị thứ 99.
  • Cùng một công thức chạy ngược được. Giá trị tại một z cho trước bằng trung bình cộng z nhân độ lệch chuẩn, và đó là cách đặt ngưỡng: nhóm 5% cao nhất của một bài thi bắt đầu từ trung bình cộng 1.645 sigma.
  • Z-score giả định phân phối gần chuẩn. Bản thân điểm z lúc nào cũng tính được; phân vị chỉ có nghĩa khi dạng hình chuông còn đúng.

Cách tính z-score bằng tay

  1. Lấy giá trị trừ đi trung bình

    Giữ nguyên dấu. Giá trị dưới trung bình cho hiệu số âm, và dấu đó đi theo đến tận đáp án.

  2. Chia cho độ lệch chuẩn

    Dùng độ lệch chuẩn của tổng thể nếu bạn có, độ lệch chuẩn mẫu nếu chỉ có vậy. Giữ kết quả chính xác nếu phép chia không chẵn.

  3. Đọc phân vị trên đường cong chuẩn

    Diện tích bên trái z là tỷ lệ tổng thể nằm dưới giá trị của bạn. Bảng tra liệt kê nó; trang này tính trực tiếp.

  4. Với bài toán ngược, nhân rồi cộng

    Giá trị bằng trung bình cộng z nhân độ lệch chuẩn. Đây là cách đổi một ngưỡng phân vị ngược lại thành điểm số.

Các z-score thường gặp và phân vị tương ứng

Diện tích bên trái z trên đường cong chuẩn tắc.

zPhân vịTỷ lệ phía trênDùng ở đâu
−22.3%97.7%Dưới trung bình hai độ lệch chuẩn
−115.9%84.1%Dưới một
050%50%Trung bình
184.1%15.9%Trên một
1.2890%10%Ngưỡng 10% cao nhất
1.64595%5%Kiểm định một phía 5%
1.9697.5%2.5%Kiểm định hai phía 5%
2.3399%1%Ngưỡng 1% cao nhất

Ví dụ có lời giải

Điểm thi 85, trung bình 70, độ lệch chuẩn 6

plain
x = 85, μ = 70, σ = 6

85 trừ 70 bằng 15, và 15 chia 6 bằng 5/2, nên z = 2.5. Diện tích bên trái 2.5 là 0.9938, nên điểm này nằm ở khoảng phân vị thứ 99.4: chưa đến một học sinh trong một trăm có điểm cao hơn.

Số đo 48, trung bình 50, độ lệch chuẩn 2.5

plain
x = 48, μ = 50, σ = 2.5

48 trừ 50 bằng âm 2, và âm 2 chia 2.5 bằng âm 4/5, nên z = −0.8. Khoảng 21% số đo thấp hơn. z âm không phải z xấu; nó chỉ nằm dưới mức giữa.

Ngưỡng 5% cao nhất là bao nhiêu, với trung bình 1000 và độ lệch chuẩn 150?

plain
z = 1.645, μ = 1000, σ = 150

Đây là bài toán ngược. Nhóm 5% cao nhất bắt đầu từ z = 1.645, và 1000 cộng 1.645 nhân 150 xấp xỉ 1247. Chuyển trang sang chế độ "Tìm giá trị tại một z-score" để xem bước thay số.

Lỗi thường gặp với z-score

  • Chia cho phương sai thay vì độ lệch chuẩn. Phương sai là bình phương; đáp án sẽ lệch đi một hệ số sigma.
  • Bỏ mất dấu. z bằng −1.5 và z bằng 1.5 nằm ở phân vị thứ 7 và thứ 93, không phải cùng một chỗ.
  • Đọc nhầm phía của bảng tra. Có bảng cho diện tích bên trái, có bảng cho diện tích giữa trung bình và z, có bảng cho đuôi bên phải. Hãy biết mình đang cầm loại nào.
  • Làm tròn z trước khi tra. z bằng 1.96 làm tròn thành 2.0 sẽ đẩy phân vị từ 97.5 lên 97.7; ở một ngưỡng xét tuyển, đó là những con người thật.
  • Dùng z-score cho một phân phối chẳng hề gần chuẩn. Con số vẫn tính ra được; còn phân vị thì là chuyện bịa.

Câu hỏi thường gặp về z-score

Công thức z-score là gì?

z bằng x trừ trung bình, tất cả chia cho độ lệch chuẩn. Viết bằng ký hiệu: z = (x − μ) / σ. Kết quả là số độ lệch chuẩn mà giá trị x cách trung bình, dương khi ở trên và âm khi ở dưới.

Đổi z-score sang phân vị thế nào?

Phân vị là diện tích dưới đường cong chuẩn tắc nằm bên trái z. z bằng 0 là phân vị thứ 50, z bằng 1 khoảng phân vị thứ 84, z bằng 2 khoảng phân vị thứ 97.7. Nhập giá trị ở trên, trang sẽ tô phần diện tích đó trên đường cong và in ra kết quả.

Thế nào là một z-score tốt?

Điều đó hoàn toàn phụ thuộc vào thứ đang được đo. Với bài thi, z dương lớn là tốt. Với chỉ số huyết áp hay thời gian giao hàng, z gần 0 là tốt và z lớn về phía nào cũng là dấu hiệu cảnh báo. Z-score cho biết một giá trị bất thường đến đâu, không cho biết bất thường là tốt hay xấu.

Z-score có thể âm không?

Có. Z-score âm nghĩa là giá trị nằm dưới trung bình. z bằng −1 là thấp hơn một độ lệch chuẩn, và khoảng 16% tập hợp có phân phối chuẩn nằm thấp hơn mức đó.

Tìm giá trị gốc từ z-score thế nào?

Biến đổi công thức: x = μ + zσ. Nhân z-score với độ lệch chuẩn rồi cộng trung bình. Chuyển trang sang chế độ ngược, trang sẽ hiện bước thay số từng bước một.

Z-score và t-score khác nhau thế nào?

Z-score dùng độ lệch chuẩn tổng thể đã biết và đường cong chuẩn. Thống kê t dùng độ lệch chuẩn mẫu và đường cong t, có đuôi dày hơn để bù cho phần bất định thêm khi ước lượng sigma từ chính dữ liệu đó. Với mẫu lớn, hai cách cho kết quả như nhau; với mẫu nhỏ, t là lựa chọn trung thực.

Vì sao trang này giữ z-score ở dạng phân số?

Vì phân số là chính xác, và z làm tròn thì phân vị cũng bị làm tròn. z bằng 5/2 thì viết kiểu nào cũng là 2.5, nhưng z bằng 7/3 không phải 2.33, và trang này thà in 7/3 kèm 2.3333 bên cạnh còn hơn coi số thập phân là đáp án.

Công cụ toán khác

Hình minh họa các ngôn ngữ lập trình của Coddy

Học toán cùng Coddy

Bắt đầu