中位數同四分位數計算機(Median, Q1, Q3, IQR)
貼上一組數值,工具會自動排序並一次過計出中位數(Q2)、第一四分位數 Q1、第三四分位數 Q3、四分位距 IQR、最小/最大值,以及 Tukey 1.5×IQR 離群值界限。輸出嘅五數摘要正正就係 box plot 嘅五條線;亦即時列出所有超出界限嘅離群值,方便資料清理同探索性分析(EDA)。
Median (Q2)
40.5
Q1 (first quartile)
36
Q3 (third quartile)
43
Five-number summary + Tukey fences
- Minimum
- —
- Inter-quartile range IQR
- —
- Maximum
- —
- Lower fence Q1 − 1.5·IQR
- —
- Upper fence Q3 + 1.5·IQR
- —
Tukey 1.5×IQR outliers
—
Formula
中位數 Q2 = 排序後中央值(偶數時取中間兩個嘅平均) Q1 = 下半段嘅中位數 Q3 = 上半段嘅中位數 IQR = Q3 − Q1 下界限 = Q1 − 1.5·IQR 上界限 = Q3 + 1.5·IQR
- · 本工具採用「Tukey hinges」分位數方法(同 R 嘅 fivenum() 一致):n 為奇數時,中位數會同時納入上下兩半計 Q1、Q3。
- · 其他軟件(Excel QUARTILE.INC、Numpy np.percentile() linear、SAS)用線性內插法,喺小樣本下會同 Tukey 法有少少差別;大樣本下結果幾乎相同。
- · 中位數對離群值唔敏感(robust),而平均值會被極端值拉走;偏斜分佈通常用中位數做集中趨勢嘅代表。
- · IQR 衡量中間 50% 數據嘅分散程度;同標準差相比,IQR 對極端值同樣 robust。
- · Tukey 1.5×IQR 規則只係探索性指引,唔代表「該值一定錯」— 真係假離群值要結合領域知識再判斷。常見替代規則包括 3·IQR(極端離群值)同 ±3σ(適合接近常態分佈嘅數據)。
- · URL 會將整組數值放喺 ?n= 參數內,方便書籤或分享分析。
Frequently asked
點解唔同軟件計出嘅 Q1、Q3 會唔同?
因為「四分位數」喺數學上有多種定義。Hyndman & Fan(1996)列出咗 9 種公式,常見三種包括:(1) Tukey hinges — R 嘅 fivenum() 同本工具採用,將樣本一分為二再分別取中位數;(2) Type 7(NumPy 預設、Excel QUARTILE.INC)— 線性內插,用 (n−1)·p 做位置;(3) Type 6(Minitab、SPSS)— 用 (n+1)·p 做位置。對於樣本量大、數據連續嘅情況,幾種方法嘅結果差別好細;對於小樣本(n < 20)就可能差幾個百分點。Tukey 方法嘅好處係概念簡單(「中位數嘅中位數」),亦同 box plot 嘅原始定義一致。
「IQR」同「標準差」應該用邊個衡量分散程度?
兩者各有用途。標準差 σ 配合平均值,用於接近常態分佈嘅數據,可以結合 68-95-99.7 規則直觀估算機率。IQR 配合中位數,對極端值同偏斜分佈 robust,所以 box plot 用 IQR 而唔係 σ。實務建議:先檢查直方圖/QQ-plot —— 若數據對稱、無重尾,σ 同 IQR 都可以;若數據明顯偏斜或有離群值(例如收入、停留時間、地震規模),改用中位數 + IQR 較穩陣。報告兩者亦無壞處:σ ≈ 1.349 · IQR(常態分佈下嘅近似)可以做交叉驗證。
工具標出嚟嘅離群值,係咪一定要剔除?
唔好。Tukey 1.5×IQR 只係一條「探索性」嘅警示規則:佢只係話「呢個值同其他唔同」,唔等於「呢個值錯」。常見處理方式:(1) 檢查源頭 — 量度單位、錄入錯誤、感應器故障?如有就修正或剔除;(2) 結合領域知識 — 例如金融數據嘅黑天鵝、生物實驗嘅 hyper-responder,本身就有意義;(3) 報告原樣同 robust 分析雙結果 — 例如同時提供有同無離群值嘅平均,等讀者自己評估。如果只係跑「正態」嘅常規 t-test、ANOVA,可以考慮 robust 替代(如 Wilcoxon、Trimmed mean)而唔係簡單刪數據。
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