平均絕對偏差計算機(MAD)
平均絕對偏差(Mean Absolute Deviation,MAD)係每個數值離平均數嘅平均距離。工具同時計算「圍繞平均數」同「圍繞中位數」兩個版本 — 前者就係 Excel AVEDEV() 同 Common Core 教科書嘅 MAD,後者對離群值較穩健。
MAD (around the mean)
1.5
MAD = (1 ⁄ n) · Σ |xᵢ − x̄|, the version returned by Excel AVEDEV() and the Common Core textbook definition.
MAD (around the median)
1.25
Uses the median as the centre — more robust to outliers and common in robust statistics and risk analytics.
Descriptive statistics
- Count n
- —
- Sum Σx
- —
- Mean x̄
- —
- Median
- —
Show working (per-value absolute deviations)
| i | xᵢ | |xᵢ − x̄| | |xᵢ − median| |
|---|
Formula
MAD = (1 ⁄ n) · Σ |xᵢ − x̄| (以平均數為中心) MAD = (1 ⁄ n) · Σ |xᵢ − median| (以中位數為中心;更穩健)
- · 同標準差嘅關係:對於常態分佈 N(μ, σ²),MAD ≈ σ · √(2/π) ≈ 0.7979 σ;換句話講,標準差大約等於 MAD ÷ 0.7979 ≈ 1.2533 · MAD。
- · 比標準差更直觀:MAD 嘅單位同原數據一致(例如「分鐘」、「公斤」),唔似方差要平方再開方。對學生同非統計專業人士更易解釋。
- · 對離群值較魯棒(特別係「圍繞中位數」嘅 MAD):方差會放大遠離平均值嘅點(因為平方),所以一個極端值會大幅推高 σ;MAD 只係取絕對值,影響有限。
- · 常見應用:(1) 中學 / 大學基礎統計教學(Common Core 6.SP.B.5、GCSE Statistics);(2) 需求預測準確度(Mean Absolute Error, MAE 就係 MAD 嘅變形);(3) 穩健回歸(minimising MAD = L1 regression / LAD)。
- · 本工具用 (1/n) — 即「母體」分母,而非「樣本」(1/(n−1))。MAD 唔似標準差有 Bessel 修正嘅標準慣例,教科書普遍使用 n。
- · 參考:Pham-Gia & Hung, "The Mean and Median Absolute Deviations", Math & Comp Modelling 34, 2001;Common Core State Standards 6.SP.B.5.c。
Frequently asked
MAD 同方差 / 標準差有咩分別?應該用邊個?
兩者都係「離散度」嘅指標,但處理離群值嘅方法唔同。標準差 σ 用嘅係 (xᵢ − x̄)²,平方會放大遠離平均值嘅點,所以對極端值非常敏感。MAD 用嘅係 |xᵢ − x̄|,只有線性懲罰,對單一離群值嘅反應較溫和。揀邊個?(1) 如果分佈接近常態 — 用 σ 更標準,因為大量推論公式(z 分數、信賴區間、t 檢定)都建基於 σ;(2) 如果數據有明顯離群值或厚尾分佈(例如金融回報、地震規模) — 用 MAD 或更穩健嘅 MAD 圍繞中位數版本;(3) 教學或對非統計人解釋 — MAD 更易理解,因為單位同原數據一致;(4) 預測準確度 — 用 MAE(= MAD 嘅變形)係業界標準(M-competition 系列預測比賽)。
「圍繞中位數嘅 MAD」同「中位絕對偏差(Median Absolute Deviation, MeAD)」有咩分別?
兩者都用中位數作為中心,但 *外層* 嘅匯總方式唔同。本工具計嘅「MAD 圍繞中位數」係 (1/n)·Σ|xᵢ − median| — 即取平均;統計學文獻有時叫「Mean Absolute Deviation about the Median」。而「Median Absolute Deviation」(MeAD,或縮寫 MAD — 但同呢度嘅 MAD 唔同!)係 median(|xᵢ − median(x)|) — 取中位數而非平均。MeAD 對離群值更加魯棒(崩潰點 50 %),常用喺穩健統計嘅尺度估計。乘上 1.4826 後可作為常態分佈下嘅 σ 估計,係 robust regression、機械學習(Z 分數穩健版)嘅常用尺度。簡言之:本工具嘅 MAD(圍繞中位數)= mean of |x − median|;MeAD = median of |x − median|。
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