المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

الرياضيات
عدد المواضيع في هذا القسم 9761 موضوعاً
تاريخ الرياضيات
الرياضيات المتقطعة
الجبر
الهندسة
المعادلات التفاضلية و التكاملية
التحليل
علماء الرياضيات

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر
تربية الماشية في جمهورية كوريا الشعبية الديمقراطية
2024-11-06
تقييم الموارد المائية في الوطن العربي
2024-11-06
تقسيم الامطار في الوطن العربي
2024-11-06
تربية الماشية في الهند
2024-11-06
النضج السياسي في الوطن العربي
2024-11-06
تربية الماشية في روسيا الفيدرالية
2024-11-06


Sample Variance Computation  
  
1494   03:53 مساءً   date: 24-2-2021
Author : المرجع الالكتروني للمعلوماتيه
Book or Source : www.almerja.com
Page and Part : ...


Read More
Date: 8-4-2021 1449
Date: 17-3-2021 1232
Date: 6-2-2016 1543

Sample Variance Computation

When computing the sample variance s numerically, the mean must be computed before s^2 can be determined. This requires storing the set of sample values. However, it is possible to calculate s^2 using a recursion relationship involving only the last sample as follows. This means mu itself need not be precomputed, and only a running set of values need be stored at each step.

In the following, use the somewhat less than optimal notation mu_j to denote mu calculated from the first j samples (i.e., not the jth moment)

 mu_j=(sum_(i=1)^(j)x_i)/j,

(1)

and let s_j^2 denotes the value for the bias-corrected sample variance s_(N-1)^2 calculated from the first j samples. The first few values calculated for the mean are

mu_1 = x_1

(2)

mu_2 = (1·mu_1+x_2)/2

(3)

mu_3 = (2mu_2+x_3)/3.

(4)

Therefore, for j=2, 3 it is true that

 mu_j=((j-1)mu_(j-1)+x_j)/j.

(5)

Therefore, by induction,

mu_(j+1) = ([(j+1)-1]mu_((j+1)-1)+x_(j+1))/(j+1)

(6)

= (jmu_j+x_(j+1))/(j+1)

(7)

mu_(j+1)(j+1) = (j+1)mu_j+(x_(j+1)-mu_j)

(8)

mu_(j+1) = mu_j+(x_(j+1)-mu_j)/(j+1).

(9)

By the definition of the sample variance,

 s_j^2=(sum_(i=1)^(j)(x_i-mu_j)^2)/(j-1)

(10)

for j>=2. Defining s_1=0s_j can then be computed using the recurrence equation

js_(j+1)^2 = j(sum_(i=1)^(j+1)(x_i-mu_(j+1))^2)/j

(11)

= sum_(i=1)^(j+1)(x_i-mu_(j+1))^2

(12)

= sum_(i=1)^(j+1)[(x_i-mu_j)+(mu_j-mu_(j+1))]^2

(13)

= sum_(i=1)^(j+1)(x_i-mu_j)^2+sum_(i=1)^(j+1)(mu_j-mu_(j+1))^2+2sum_(i=1)^(j+1)(x_i-mu_j)(mu_j-mu_(j+1)).

(14)

Working on the first term,

sum_(i=1)^(j+1)(x_i-mu_j)^2 = sum_(i=1)^(j)(x_i-mu_j)^2+(x_(j+1)-mu_j)^2

(15)

= (j-1)s_j^2+(x_(j+1)-mu_j)^2.

(16)

Use (◇) to write

 x_(j+1)-mu_j=(j+1)(mu_(j+1)-mu_j),

(17)

so

 sum_(i=1)^(j+1)(x_i-mu_j)^2=(j-1)s_j^2+(j+1)^2(mu_(j+1)-mu_j)^2.

(18)

Now work on the second term in (◇),

 sum_(i=1)^(j+1)(mu_j-mu_(j+1))^2=(j+1)(mu_j-mu_(j+1))^2.

(19)

Considering the third term in (◇),

sum_(i=1)^(j+1)(x_i-mu_j)(mu_j-mu_(j+1)) = (mu_j-mu_(j+1))sum_(i=1)^(j+1)(x_i-mu_j)

(20)

= (mu_j-mu_(j+1))[sum_(i=1)^(j)(x_i-mu_j)+(x_(j+1)-mu_j)]

(21)

= (mu_j-mu_(j+1))(x_(j+1)-mu_j-jmu_j+sum_(i=1)^(j)x_i).

(22)

But

 sum_(i=1)^jx_i=jmu_j,

(23)

so

(mu_j-mu_(j+1))(x_(j+1)-mu_j) = (mu_j-mu_(j+1))(j+1)(mu_(j+1)-mu_j)

(24)

= -(j+1)(mu_j-mu_(j+1))^2.

(25)

Finally, plugging (◇), (◇), and (◇) into (◇),

js_(j+1)^2 = [(j-1)s_j^2+(j+1)^2(mu_(j+1)-mu_j)^2]+[(j+1)(mu_j-mu_(j+1))^2]+2[-(j+1)(mu_j-mu_(j+1))^2]

(26)

= (j-1)s_j^2+(j+1)^2(mu_(j+1)-mu_j)^2-(j+1)(mu_j-mu_(j+1))^2

(27)

= (j-1)s_j^2+(j+1)[(j+1)-1](mu_(j+1)-mu_j)^2

(28)

= (j-1)s_j^2+j(j+1)(mu_(j+1)-mu_j)^2,

(29)

gives the desired expression for s_(j+1) in terms of s_jmu_(j+1), and mu_j,

 s_(j+1)^2=(1-1/j)s_j^2+(j+1)(mu_(j+1)-mu_j)^2.



الجبر أحد الفروع الرئيسية في الرياضيات، حيث إن التمكن من الرياضيات يعتمد على الفهم السليم للجبر. ويستخدم المهندسون والعلماء الجبر يومياً، وتعول المشاريع التجارية والصناعية على الجبر لحل الكثير من المعضلات التي تتعرض لها. ونظراً لأهمية الجبر في الحياة العصرية فإنه يدرّس في المدارس والجامعات في جميع أنحاء العالم. ويُعجب الكثير من الدارسين للجبر بقدرته وفائدته الكبيرتين، إذ باستخدام الجبر يمكن للمرء أن يحل كثيرًا من المسائل التي يتعذر حلها باستخدام الحساب فقط.وجاء اسمه من كتاب عالم الرياضيات والفلك والرحالة محمد بن موسى الخورازمي.


يعتبر علم المثلثات Trigonometry علماً عربياً ، فرياضيو العرب فضلوا علم المثلثات عن علم الفلك كأنهما علمين متداخلين ، ونظموه تنظيماً فيه لكثير من الدقة ، وقد كان اليونان يستعملون وتر CORDE ضعف القوسي قياس الزوايا ، فاستعاض رياضيو العرب عن الوتر بالجيب SINUS فأنت هذه الاستعاضة إلى تسهيل كثير من الاعمال الرياضية.

تعتبر المعادلات التفاضلية خير وسيلة لوصف معظم المـسائل الهندسـية والرياضـية والعلمية على حد سواء، إذ يتضح ذلك جليا في وصف عمليات انتقال الحرارة، جريان الموائـع، الحركة الموجية، الدوائر الإلكترونية فضلاً عن استخدامها في مسائل الهياكل الإنشائية والوصف الرياضي للتفاعلات الكيميائية.
ففي في الرياضيات, يطلق اسم المعادلات التفاضلية على المعادلات التي تحوي مشتقات و تفاضلات لبعض الدوال الرياضية و تظهر فيها بشكل متغيرات المعادلة . و يكون الهدف من حل هذه المعادلات هو إيجاد هذه الدوال الرياضية التي تحقق مشتقات هذه المعادلات.