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为什么“平均数再平均”可能算错?加权平均先找分母

本文在AI辅助下由原文翻译而成。请结合原文核对专业术语和公式。

两个班平均分是80和60,合并后就是70吗?人数相同才成立。若分别有10人和30人,所有学生的平均是65。合并集体统计值时,关键是每个平均数代表多少个观察值。百分比、单位价格也有相同的隐藏分母问题。

10人平均80分、30人平均60分,总平均为(800+1800)÷40=65分,而不是70分。
图 1. 10人平均80分、30人平均60分,总平均为(800+1800)÷40=65分,而不是70分。

先还原平均数背后的总量

以下为虚构演示数据。A班10人、平均80,总分800;B班30人、平均60,总分1,800。合并共40人、2,600分,因此2,600 ÷ 40 = 65。把80和60直接平均得到70,是给两个班同等影响力,并不是给每名学生同等影响力。

组别人数平均总分
A1080800
B30601,800
合并40652,600

NIST的加权平均定义是:各值乘权重的总和,除以权重总和。本例的值是班级平均分,权重是人数。你希望答案代表什么单位,就决定了权重。

百分比要回到成功数和总次数

假设店A完成10次任务,其中8次成功,成功率80%;店B完成30次,其中18次成功,成功率60%。合并成功率是(8 + 18) ÷ (10 + 30) = 65%。两个百分比直接平均得到70%,回答的是把两家店等权处理的另一个问题。

没有分母,就不能恢复精确的合并比例。已经四舍五入的百分比,也可能掩盖原始计数。最好同时保存成功数和总次数,到最后展示时再取舍小数。还要统一时期、成功定义,并检查组别是否包含重复对象。

选择与问题匹配的人数、数量或学分权重,并明确分母。
图 2. 选择与问题匹配的人数、数量或学分权重,并明确分母。

权重也可以是质量或评分比例

每公斤单价为3的材料2kg,与单价为5的材料8kg合并,平均单位价格为(2 × 3 + 8 × 5) ÷ 10 = 4.6,而不是简单平均4。这里权重是公斤。若成绩80按30%、成绩90按70%计算,结果为80 × 0.3 + 90 × 0.7 = 87。因为权重和是1,除法没有明显写出来。

使用工具前先写清含义

NumPy average文档采用相同公式,并要求权重总和不为0。对于人数、质量、评分比例等非负权重,可检查结果是否在最小值与最大值之间。涉及负权重的特殊计算,不能直接套用这个检查。

  1. 写清答案是“每人”“每次”还是“每组”。
  2. 确认各分母和权重的含义。
  3. 检查重复观察和缺失数据。
  4. 可以时直接合并总量与计数。
  5. 最后再四舍五入,并报告分母。

简单平均并非总是错误。如果问题故意让每组同等重要,它就是合适的。若问题是所有人或所有次数的平均,就必须按相应单位赋予权重。

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