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平均数、中位数、众数计算器

三种平均值加上极差和四分位数,并说明每个是怎么求出来的。

作者 Nethanel Bar, 联合创始人兼 CEO

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想不用计算器也能解出这些题?

Coddy 数学课程教的是方法本身:你在交互式白板上完成每一步,哪一步出错都会准确告诉你。

“中间在哪里?”的三种不同答案

平均数把所有值加起来再平均分。中位数不管大小,只取排好序后正中间的那个值。众数完全不管位置,只取出现次数最多的值。它们是三个真正不同的问题,在一组分布不均的数据上会给出三个真正不同的答案,而这恰恰是了解它们区别最重要的时候。

这就是为什么一条全是公寓的街上出现一栋别墅的房价,会拉动平均数,却不影响中位数:平均数能感受到每个值的大小,而中位数只看位置。每当有人用一个数字来描述收入、价格或等待时间时,问一问给你的是哪一种“平均”,这个选择可是实实在在地起作用。

这个页面会给出这三个值,外加极差、四分位数和四分位距,并展示每一个是怎样从排序后的列表中求出来的。平均数保持精确:1、2 和 4 的平均数在这里是 7/3,而不是 2.33,因为 2.33 是另一个数,要不要四舍五入,应该由读者自己决定。

值得注意的地方

  • 先排序。中位数、四分位数和极差都是直接从顺序里读出来的,排序之前,它们都不可信。
  • 数据个数为偶数时,没有唯一的中间值,所以中位数是中间两个值的平均数,它甚至可能不是列表里的某个值。
  • 一组数据可以有多个众数,也可以没有。两个值并列出现次数最多,就有两个众数;所有值都只出现一次,就没有众数,这是一个答案,而不是算失败了。
  • 三者之中,只有平均数会被每一个值牵动。一个极端值就能把它拉走,而中位数纹丝不动。
  • 极差只用到两个数,最大值和最小值,所以它完全不能告诉你两者之间发生了什么。
  • 四分位距是中间一半数据的极差。它有意忽略两端,这正是它衡量离散程度更稳健的原因。

如何手算这三个值

  1. 按顺序写出数据

    从小到大排列。只需要一分钟,却能让其中三个答案一眼就看出来。

  2. 平均数:先加再除

    把所有值加起来,再除以个数。如果除不尽,就保留为分数:7/3 是精确的,2.33 不是。

  3. 中位数:找到中间的位置

    个数为奇数时,就是正中间那一个值。个数为偶数时,取中间两个值求平均数。

  4. 众数:数重复次数

    出现次数最多的那个值。在排好序的列表里一边看一边计数;并列是真实存在的,两个都算。

  5. 极差和四分位数

    最大值减去最小值就是极差。在中位数处把排好序的列表分成两半(个数为奇数时不包括中位数本身),再分别取两半的中位数:它们就是 Q1 和 Q3,Q3 − Q1 就是四分位距。

同一组数据上的三种平均值

注意它们不一致的那几行:在偏态数据上,选择哪种平均值,正好会改变整个结论。

数据平均数中位数众数极差
2, 4, 4, 4, 5, 5, 7, 954.547
1, 2, 3, 42.52.5无3
12, 15, 11, 15, 2014.615159
1, 2, 47/32无3
1, 1, 2, 2, 31.821 和 22
10, 10, 10, 10032.5101090
3, 3, 33330
5, 6, 7, 8, 977无4

例题详解

三个一起算:2, 4, 4, 4, 5, 5, 7, 9

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2, 4, 4, 4, 5, 5, 7, 9

8 个值的总和是 40,所以平均数是 5。个数为偶数,中位数是第 4 个和第 5 个值(4 和 5)的平均数,得 4.5。众数是 4,出现了三次。三个不同的数,分别是三个不同问题的正确答案。

没有众数的情况:1, 2, 3, 4

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1, 2, 3, 4

每个值都恰好出现一次,所以根本没有众数:不是零,也不是第一个值。平均数和中位数都是 2.5,数据分布均匀时总是这样。这里的中位数不在列表里,对于偶数个数据来说,这再正常不过。

两个众数:1, 1, 2, 2, 3

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1, 1, 2, 2, 3

1 和 2 都出现了两次,所以这组数据是双众数的,两个都是众数。只挑一个、丢掉另一个是错的;如实的答案是两个都算。平均数是 1.8,中位数是 2。

异常值的影响:10, 10, 10, 100

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10, 10, 10, 100

中位数是 10,众数是 10,但平均数是 32.5,是大部分数据所反映水平的三倍多。正是这个性质,让中位数成为描述房价和工资时更诚实的选择,而平均数则容易误导人。

精确的平均数:1, 2, 4

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1, 2, 4

3 个值的总和是 7,所以平均数是 7/3,这个页面给出的也正是 7/3。写成 2.33 就舍掉了三分之一个百分位,一旦这个数被用于其他计算,比如标准差,这个误差就会产生影响。

常见错误

  • 在没排序的列表上找中位数。顺序的中间不等于你输入时的中间;永远先排序。
  • 数据个数为偶数时直接取中间位置。8 个值没有第 4.5 个值,应该取第 4 个和第 5 个值的平均数。
  • 把“没有众数”说成众数是零。如果每个值都只出现一次,这组数据就没有众数,这就是该写的答案。
  • 两个值并列时只报一个众数。两个值同为最高次数,就有两个众数;一组数据可以是双众数或多众数的。
  • 先把平均数四舍五入再使用。7/3 变成 2.33,之后的每一步计算都会继承这个误差,要保留分数。
  • 以为“平均”就是指平均数。在新闻和报告里,它常常指中位数,而两者差别最大的,恰恰是这些报告讨论的偏态数据。

平均数、中位数和众数常见问题

平均数、中位数和众数有什么区别?

平均数是总和除以个数。中位数是排好序后正中间的值。众数是出现次数最多的值。它们回答的是关于“中间”的三个不同问题,在偏态数据上会给出三个不同的数。

数据个数为偶数时,中位数怎么求?

取中间两个值求平均数。1, 2, 3, 4 中间的两个数是 2 和 3,所以中位数是 2.5,这个数完全可以不出现在列表中。先排序,“中间”才有意义。

一组数据可以有多个众数吗?

可以。如果两个或更多的值并列出现次数最多,它们都是众数,这组数据就叫双众数或多众数。这个页面会列出所有并列的值,而不是只挑一个,因为只挑一个是错的。

没有众数怎么办?

如果每个值都恰好出现一次,这组数据就没有众数。这是一个合理的答案:不是零,也不是第一个或最大的值。有些课本会说这样的数据众数“不存在”,意思是一样的。

应该用哪种平均值?

数据有极端值或长尾时(收入、房价、等待时间),用中位数。数据大致对称、每个值都应该算进去时,用平均数。数据是类别而不是大小,或者你确实想知道最常见的情况时,用众数。

这里的四分位数是怎么算的?

用学校教的方法:把列表排序,在中位数处分成两半(个数为奇数时不包括中位数本身),再分别取两半的中位数。还有其他约定,在小样本上会给出略有不同的答案,所以课本答案可能不一样;这个页面会写明它用的方法。

四分位距有什么用?

它是中间一半数据的极差,即 Q3 − Q1,有意忽略两端的极端值。因此,作为离散程度的度量,它比普通极差稳健得多,后者完全由列表中最反常的两个值决定。

为什么平均数显示为分数?

因为它是精确的。1、2 和 4 的平均数是 7/3;写成 2.33 马上就丢掉了三分之一个百分位,如果这个数再被使用,丢掉的会更多。小数能除尽时也会显示,但精确值才是答案。

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