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中位数绝对偏差计算器

使用分步公式、交互式可视化、离群值检测以及与标准差的稳健性比较,计算数据集的中位数绝对偏差 (MAD)。

中位数绝对偏差计算器
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中位数绝对偏差计算器

欢迎使用中位数绝对偏差计算器,这是一款稳健的统计工具,可通过分步公式、交互式数据可视化和离群值检测洞察来计算 MAD。当您的数据包含离群值或遵循非正态分布时,MAD 是标准差的强大替代方案。

什么是中位数绝对偏差 (MAD)?

中位数绝对偏差 (MAD) 是统计离散度的一种稳健度量,描述了数据集中的值分散程度。与使用平均值和平方差的标准差不同,MAD 使用中位数和绝对差,使其对离群值和极端值具有很强的抗性。

中位数绝对偏差公式
$$\text{MAD} = \text{median}(|x_i - \text{median}(X)|)$$

通俗地说:MAD 是每个数据点与数据整体中位数之间距离的中位数。

为什么 MAD 是一种“稳健”的度量

如果一个统计量不受离群值或违反假设的严重影响,则被认为是稳健的。MAD 的崩溃点为 50%,这意味着在 MAD 给出任意错误结果之前,最多可以有一半的数据被损坏。相比之下,平均值和标准差的崩溃点为 0%——即使是单个离群值也会对它们产生剧烈影响。

MAD 与标准差:何时使用

属性MAD标准差
使用的集中趋势中位数平均值
偏差类型绝对值平方值
对离群值的敏感性极低(稳健)高(敏感)
崩溃点50%0%
最适合偏态数据、离群值正态分布
正态数据的效率~37%100%

何时使用 MAD

何时使用标准差

比例因子 (k = 1.4826)

在将 MAD 与标准差进行比较,或将 MAD 用作正态分布数据总体标准差的稳健估计时,会应用常数 k = 1.4826

缩放后的 MAD(稳健的 σ 估计值)
$$\hat{\sigma} = k \times \text{MAD} = 1.4826 \times \text{MAD}$$

这个常数来自以下关系:

$$k = \frac{1}{\Phi^{-1}(3/4)} \approx 1.4826$$

其中 $\Phi^{-1}$ 是标准正态分布的逆累积分布函数。对于正态分布的数据,缩放后的 MAD 将近似等于标准差。

用于离群值检测的 MAD

MAD 非常适合检测离群值,因为离群值不会影响阈值本身。修正 Z 分数方法使用 MAD:

修正 Z 分数
$$M_i = \frac{0.6745 \times (x_i - \text{median})}{\text{MAD}}$$

如果 $|M_i| > 3.5$,数据点通常被标记为离群值。这种方法比使用标准差更可靠,因为:

如何使用此计算器

  1. 输入您的数据: 输入由逗号、空格或换行符分隔的数值。使用示例按钮快速测试不同的数据类型。
  2. 选择比例因子: 选择“不缩放”表示原始 MAD,或 k=1.4826 用于估计标准差。您也可以输入自定义比例因子。
  3. 设置小数精度: 选择 2 到 15 位小数。
  4. 计算并分析: 点击“计算 MAD”查看包括稳健性评估在内的全面结果。
  5. 查看分步计算: 查看详细的计算分解,显示 MAD 计算的每个步骤。

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常见问题

什么是中位数绝对偏差 (MAD)?

中位数绝对偏差 (MAD) 是统计离散度的一种稳健度量。它计算为与数据中位数的绝对偏差的中位数:MAD = median(|xᵢ - median(X)|)。与标准差不同,MAD 对离群值具有抗性,因此非常适合具有极端值或非正态分布的数据集。

MAD 与标准差有什么不同?

MAD 使用中位数和绝对值,而标准差使用平均值和平方差。这使得 MAD 对离群值更加稳健——单个极端值会显著增加标准差,但几乎不会影响 MAD。对于正态分布的数据,MAD 乘以 1.4826 近似于标准差。

MAD 的比例因子 k=1.4826 是什么?

常数 1.4826 用于使 MAD 成为正态分布数据标准差的一致估计量。在数学上,k = 1/Φ⁻¹(3/4),其中 Φ⁻¹ 是标准正态分布的分位数函数。当您将 MAD 乘以 1.4826 时,您会得到 σ 的稳健估计值。

什么时候应该使用 MAD 而不是标准差?

当您的数据可能包含离群值、非正态分布或需要一个不会被极端观测值扭曲的稳健度量时,请使用 MAD。MAD 在探索性数据分析、质量控制、金融和异常检测中特别有用。

如何使用 MAD 进行离群值检测?

MAD 非常适合使用修正 Z 分数进行离群值检测:M = 0.6745 × (xᵢ - median) / MAD。|M| > 3.5 的值通常被视为离群值。这种方法比使用标准差更可靠,因为离群值不会影响检测阈值本身。

此 MAD 计算器支持多少个数字?

此计算器可以处理几乎任何大小的数据集。我们已经测试了超过 100,000 个数字,该工具提供了即时结果。无论您有 3 个数据点还是 100,000 个,计算器都会高效地计算 MAD 以及所有相关统计数据。

其他资源

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"中位数绝对偏差计算器" 于 https://MiniWebtool.com/zh-cn/中位数绝对偏差计算器/,来自 MiniWebtool,https://MiniWebtool.com/

由 miniwebtool 团队编写。更新日期:2026年1月19日

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