频数

统计与概率

pín shù

频数是某个值或类别在一组数据中出现的次数。

Visualization

Definition

频数是某个值或事件在一组数据中出现或发生的次数,是每个值或类别出现次数的简单计数。频数可以整理成频数表,并用条形图(针对类别数据)或直方图(针对分组的数值数据)展示。形式上,频数是第 $i$ 个类别或分组区间的观测计数 $n_i$,总数为 $n = \sum n_i$;频数分布是所有 $n_i$ 值的完整描述,对于连续数据,则使用分组区间,直方图近似于底层的概率密度函数。

Example

如果 $8$ 名学生选择"披萨"作为最喜欢的食物,$5$ 名学生选择"玉米卷",那么披萨的频数是 $8$,玉米卷的频数是 $5$。对于测验分数 $72$、$85$、$91$、$85$、$72$、$78$、$91$、$91$:$91$ 的频数是 $3$,$85$ 的频数是 $2$,$72$ 的频数是 $2$,$78$ 的频数是 $1$。当分组区间宽度 $h \to 0$ 且 $n \to \infty$ 时,标准化直方图(频数密度 $= n_i/(nh)$)会收敛到真实的概率密度函数 $f(x)$,这正是核密度估计所依据的原理。

Key Insight

统计频数是整理数据的第一步,把一堆杂乱的清单变成有用的汇总信息,从而揭示分布的形状:值在哪里聚集,在哪里稀疏。核密度估计(KDE)通过用一个平滑核函数(例如高斯核)替代每个观测值来平滑直方图,从而得到一个连续的 PDF 估计,其性质取决于带宽参数。