Dlaczego suma odchyleń jest równa zeru?


Najlepsza odpowiedź

Załóżmy, że mamy zbiór N wartości liczbowych \ {x\_i \}. Ich średnia jest zdefiniowana jako \ bar x = \ frac {1} {N} \ sum\_ {i = 1} ^ N x\_i = \ frac {1} {N} (x\_1 + x\_2 + \ ldots + x\_N).

Możemy przepisać lewą stronę jako

\ Displaystyle {\ qquad \ rozpocząć {wyrównanie *} \ bar x & = \ frac {N} {N} \ bar x \\ & = \ frac {1} {N} (\ underbrace {\ bar x + \ bar x + \ ldots + \ bar x} \_ {N \ text {razy}}) \\ & = \ frac {1} {N} \ sum\_ {i = 1} ^ N \ bar x. \ End {align *}}

Odejmij LHS z obu stron, tak aby 0 = \ frac1N \ sum\_ {i = 1} ^ N x\_i – \ frac1N \ sum\_ {i = 1} ^ N \ bar x.

Możemy pomnożyć obie strony przez N, aby otrzymać 0 = \ sum\_ {i = 1} ^ N x\_i – \ sum\_ {i = 1} ^ N \ takt x i fajną własnością sum skończonych (i pewnych sum nieskończonych) jest to, że ich wyrazy można dowolnie przestawiać bez zmiany wartości sumy. W szczególności, ponieważ dwie sumy pojawiające się w tym ostatnim równaniu mają taką samą liczbę składników, możemy połączyć i-ty człon każdej sumy w parę i połączyć różnicę w jedną sumę różnic: \ sum\_ {i = 1 } ^ N x\_i – \ sum\_ {i = 1} ^ N \ bar x = \ sum\_ {i = 1} ^ N (x\_i- \ bar x) = 0.

Ten wynik dotyczy również średnich nad rozkładami ciągłymi, gdzie taka średnia jest zdefiniowana.

Oznacza to, że średnia \ bar x jest dokładnie liczbą, o której „wagi” danych \ {x\_i \} są równoważone – przez budowa. Gdybyśmy poszli w drugą stronę i przypuśćmy, że istnieje liczba x ^ * taka, że ​​\ sum\_ {i = 1} ^ N (x\_i-x ^ *) = 0 (tj. Załóżmy, że istnieje ta liczba, która ma tę własność i sprawdź, czy jest to spójne lub dobrze zdefiniowane), rozwiązanie dla x ^ * dałoby oryginalną formułę, której użyliśmy jako definicji \ bar x.

Odpowiedź

Inni wskazali na to w kategoriach wyrażeń matematycznych i próbuję podejść do tego raczej intuicyjnie. Przyjmując średnią, dzielisz sumę obserwacji przez liczbę obserwacji, powiedzmy n. Właściwość dzielenia czegoś polega na tym, że w naszym przypadku części są równe. A teraz trzymaj ten kapelusz myślący matematycznie i weźmy smaczny przykład – w społeczności ludzie planowali spotkanie i wszyscy mieli wziąć ciasta ze swoich domów. Nie powiedziano im jednak, ile mają przywieźć. Więc ludzie zrobili własne założenia i przyszli z różną ilością ciast D\_i. Wszystkie ciastka zostały poskładane i zaczęli rozdzielać je z powrotem po równo (powiedzmy \ bar {d}), niezależnie od tego, co przyniosła osoba. Zatem ci, którzy przynieśli więcej, otrzymywali w zamian trochę mniej, a ci, którzy przynieśli mniej, zyskali trochę więcej w zamian. Teraz jedno jest pewne, że sumaryczna ilość uzyskanego ciasta jest taka sama, jak ilości ciasta, które zostało „zgubione”, bo inaczej mamy większy problem z prawem zachowania ciast (masy) :-). Ilość dodatkowego ciasta otrzymanego przez jedną osobę jest różnicą między D\_i – \ bar {d}. Ta ilość jest -ve i wszystkie gainery będą przyczyniać się do większej -ve sumy. Podobnie, z drugiej strony, dla tych, którzy przynieśli więcej ciastek, niż otrzymali D\_i – \ bar {d} jest wartością + ve sumującą wszystkie dodatkowe ciastka, które zostały rozdane osobom zdobywającym ciasto. Suma tych dwóch większych sum musi wynosić 0.

To właśnie chcemy zrozumieć.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *