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一看就懂

统计里为什么
要除以 n−1?

讲给每个背过 n−1 的学生
第 250 期想清楚一件事第 18 / 19 篇灵感来自 Reddit核实于 2026年10月14日
视频版2 分 43 秒 · 中英字幕

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下面是视频旁白的全文。

同样五个同学的身高,计算器上按两个键,算出两个数。一个键除以五,另一个除以四。课本说:只量了一部分人,就用除以四的。为什么偏要少除一个?

比如全校两千人,个子差得多不多?你只抽了五个人来量。量散得多开,先找中间,就是五个人的平均身高。再看每个人离中间多远,把这些远近平均一下。

问题来了:真正的中间,是全校两千人的平均。这个数,你不知道。你手里只有五个人的平均,只好拿它当中间。做个极端的小实验:只量一个人。

一个人的平均就是他自己,他离中间零厘米。照这么算,全校的人一样高。这显然不对。毛病出在哪?想象一个射箭的人。

他先把箭射出去。再走过去,在箭堆正中间画上靶心。这样一看,支支都离靶心很近,像个神射手。可真靶心不在那儿,箭离它其实远得多。

五个人的平均,就是这个后画的靶心。它总落在这五个人正中间,大家看起来就挨得特别紧。换成别的任何位置,包括真靶心,都只会更散。

那会少算多少?先猜一猜。一颗骰子只掷两次。用除以二的办法,估它的点数散得多开。一遍遍重来,平均下来,只估到真实的一半。

换成除以一,平均下来正好对上。五个人也一样:除以五,平均只有八成。除以四,刚刚好。为什么正好少一个?因为后画的靶心,自己也在晃。

这五个人平均一百六十八。换五个人,也许就是一百七十二。它晃的那一点,平均下来,正好吃掉一个人的份。换个看法:平均数定了,前四个人一报身高。第五个不用量,也算得出。

五个人里,能自由变的只有四个。平均数,偷走了一个人。所以除以四。这一招,叫贝塞尔校正。两种时候不用它。全校都量了,真靶心就在手里,直接除以两千。

人很多时,少除一个,几乎没差别。它也不是次次都准,只是平均下来不偏。先射箭后画靶,不只出现在算数上。

拿做过的题考自己,分数也会偏高。你还见过哪件事,是先射箭、后画靶的?

1

计算器上的
两个键

? ? ÷5 ÷4

同样五个同学的身高,计算器上按两个键,算出两个数:一个除以五,一个除以四。

课本说:只量了一部分人,就用除以四的那个。

计算器上常写成 σx 和 sx;表格软件里是 STDEV.P 和 STDEV.S。

2

我们想知道:
个子差得多不多

全校两千人,没空个个都量,就抽五个人。

先找中间——五个人的平均身高;再看每个人离中间多远,平均一下,就是「散得多开」。

准确说,「多远」要先自己乘自己(平方)再平均,这样离得远的人分量更重。

麻烦在于:真正的中间是全校两千人的平均,你不知道,只好拿五个人的平均顶上。

3

只量一个人,
全校一样高?

极端一点:只量一个人。他自己就是平均,离中间零厘米。

照除以 n 的算法,全校的人一样高。这显然不对。

除以 n−1 时,一个人就是除以零——算不出来。这才老实:一个人确实看不出大家差多少。

4

先射箭,
后画靶

有个人先把箭射出去,再走过去,在箭堆正中间画上靶心。一看,支支都离靶心很近,像个神射手。可真靶心不在那儿。

五个人的平均,就是这个后画的靶心。

它总落在这五个人正中间。换成别的任何位置——包括真正的中间——大家只会显得更散。所以除以 n 算出来的,只会偏小。

5

掷两次骰子,
少算了一半

除 以 2
平均只估到真实的一半
一颗骰子只掷两次,估它的点数散得多开,一遍遍重来,平均下来只有一半。
除 以 1
平均下来正好对上
分母少一个,刚好补回少算的那份。

五个人也一样:除以五,平均只有真实的八成;除以四,刚刚好。一般地,除以 n 平均只有 (n−1)/n。

6

平均数
偷走了一个人

靶心自己在晃这五个人平均 168,换五个人也许就是 172。它晃的那一点,平均下来正好吃掉一个人的份
第五个不用量平均数定了,前四个人一报身高,第五个就算得出来。能自由变的只有四个

所以除以四。
这一招叫贝塞尔校正。

名字来自德国天文学家贝塞尔;其实高斯在 1823 年就用过这个除法。

7

什么时候
不用它

全都量了真中间就在手里,直接除以 n
人很多除以 999 和 1000,差不多
不是次次准单拿一次照样偏高偏低,只是平均下来不偏
开根号以后标准差仍略偏小
平均数总站在
你量的人中间,
所以少除一个
先射箭后画靶,不只在算数上:
拿做过的题考自己,分数也偏高。
你还见过哪件事,
是先射箭、后画靶的?
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