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免费工具 z值计算公式与 Z 分数计算器

Z 分数(标准分数)表示一个数离平均数有几个标准差。输入数值、平均数和标准差,马上得到 z 值、百分位和尾部概率,并画出正态曲线;也可以反过来由百分位求原始值,或者把一整列数据粘进来,看每个数的 z 分数、哪些是异常值。

  • z、百分位和 P 值
  • 画出正态曲线
  • 本地计算
计算器

选择你要算什么

边输入边出结果。

要定位的那个数。做 Z 检验时填样本平均数。

总体平均数,或参照数据的平均数。

必须大于 0。

只算一个数时留空。检验样本平均数时填写:z = (x̄ − μ) ÷ (σ ÷ √n)。

计算结果

86 比平均数高 1.75 个标准差:在正态分布中高于 95.99% 的数据。

z 值

1.750

百分位

95.99%

正态分布中低于 z 的比例 Φ(z)。

P(Z < z)

0.9599

左尾 P 值。

P(Z > z)

0.0401

右尾 P 值。

P(|Z| > |z|)

0.0801

双尾 P 值。

±1.75 个标准差以内

91.99%

−|z| 到 +|z| 之间的比例。

约多少个里有 1 个

12

离平均数至少这么远(两侧合计)的数,大约这么多个里出现 1 个。

标准正态曲线

阴影部分就是结果对应的概率。

标准正态曲线z 从 −4 到 4 的钟形曲线,z = 1.75 对应的面积涂成阴影。−348−256−164072180288396zxz = 1.75

计算过程

公式代入了你的数据。

步骤计算
Z 分数z = (x − μ) ÷ σ = (86 − 72) ÷ 8 = 1.75
左尾概率(百分位)P(Z < z) = Φ(1.75) = 0.959941
右尾概率P(Z > z) = 1 − Φ(z) = 0.0400592
双尾概率P(|Z| > |z|) = 2 × 0.0400592 = 0.0801183
全部在你的浏览器里计算。这里输入的任何内容都不会上传,TapCub 也不会保存。

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版本 v1.0更新于 更新记录

结果怎么读

z = 1.75 是什么意思

默认示例:一次考试你考了 86 分,全年级平均 72 分,标准差 8 分。

z 值

z = (86 − 72) ÷ 8 = 1.75:你的成绩比平均分高 1.75 个标准差。正负号表示在平均数的哪一边,大小表示偏离多远。z 没有单位,所以不同科目、满分不同的成绩可以直接比较。

百分位

如果全年级成绩大致呈正态分布,Φ(1.75) = 95.99%,也就是大约 96% 的同学分数比你低,你在前 4% 左右。

单尾还是双尾

问「我的成绩是不是特别高」是单尾:P = 0.0401。问「这个成绩是不是特别偏离平均(高或低)」是双尾,P 翻倍为 0.0801,大约 12 个人里有 1 个这么偏。先想清楚问的是哪个问题。

什么时候百分位不可信

百分位的前提是正态分布。考试太难或太容易时成绩会偏斜;客单价、停留时长这类业务数据通常右偏,同样的 z 值实际没有正态表上那么少见。数据偏斜时,直接看数据本身的百分位更可靠。

反算模式适合定标准:前 5% 的分数线是 72 + 1.645 × 8 ≈ 85.2 分。

怎么用

三种用法

按你手头有的数据选模式。

  1. 1

    数值求 Z 分数

    填数值 x、平均数和标准差。只有当 x 是样本平均数、要做 Z 检验时才填 n,计算器会用 σ ÷ √n。

  2. 2

    百分位求原始值

    填一个百分比,并选它指低于、高于还是中间的比例。得到 z 值;再填上平均数和标准差,就能换算回原始分数。

  3. 3

    一整列数据

    粘贴一列数,每个数都会算出 z 分数和修正 z 分数,超过阈值的会标出来。按数据的来源选样本或总体标准差。

z值计算公式

z值计算公式:减去平均数,再除以标准差

Z 分数 = (数值 − 平均数) ÷ 标准差。正数在平均数之上,负数在平均数之下。检验样本平均数时,分母换成标准误 σ ÷ √n,这就是单样本 Z 检验的 z 统计量。百分位和 P 值来自标准正态分布 Φ,也就是课本后面的「标准正态分布表」。

  • 总体:z = (x − μ) ÷ σ;样本:z = (x − x̄) ÷ s
  • 样本平均数(Z 检验):z = (x̄ − μ) ÷ (σ ÷ √n)
  • 由 z 求原始值:x = μ + z × σ
  • 常用值:z = 1.645 ↔ 第 95 百分位;1.96 ↔ 第 97.5 百分位(双侧 95%);2.576 ↔ 第 99.5 百分位(双侧 99%)
  • 用样本标准差时 |z| 不可能超过 (n − 1) ÷ √n,数据不超过 10 个时没有哪个数能达到 |z| > 3(Shiffler,1988)
  • 修正 Z 分数:M = 0.6745 × (x − 中位数) ÷ MAD,Iglewicz 和 Hoaglin 建议 |M| > 3.5 视为可能的异常值(NIST 工程统计手册 1.3.5.17)

Z 分数

z = (x − μ) ÷ σ

(86 − 72) ÷ 8 = 1.75 → Φ(1.75) = 95.99%

样本平均数的 z 统计量

z = (x̄ − μ) ÷ (σ ÷ √n)

x̄ = 103,μ = 100,σ = 15,n = 36:标准误 2.5,z = 1.2

由百分位求原始值

x = μ + Φ⁻¹(p) × σ

前 5% 分数线:72 + 1.645 × 8 = 85.16

算例

两周日订单里找异常值

默认数据:某店 14 天的日订单数,其中一天做了直播,冲到 609 单。平均数 341,样本标准差 78.24。

部分日期的 Z 分数和修正 Z 分数
天订单数z = (x − 341) ÷ 78.24修正 z
1312−0.371−0.645
2298−0.550−1.466
43410.0001.056
96093.42616.775
13336−0.0640.762

第 9 天的 |z| 超过 3,但只是勉强:这一天本身把标准差拉到了 78(去掉它只有 14 左右),而且 14 个数里 |z| 最大也只能到 13 ÷ √14 = 3.47。修正 z(中位数 323,MAD 11.5)是 16.8,远超 3.5。示例数据。

常见错误

Z 分数常见的几种误用

公式只有一行,出错多在百分位背后的假设上。

对偏斜数据查正态表

Φ(z) 假设数据呈钟形。客单价、停留时长这类右偏数据,z = 2 可能只是第 90 百分位,而不是 97.7。先看分布形状。

异常值把自己「藏」起来

一个极端值会把标准差拉大,结果它自己的 z 反而变小(掩蔽效应)。修正 z 用中位数和 MAD,不受这个影响。

数据很少时用 |z| > 3

用样本标准差时,|z| 最大只有 (n − 1) ÷ √n,n = 10 时是 2.85。数据太少时这条规则永远不会触发,计算器会提示你。

把 σ 和 σ ÷ √n 搞混

定位单个数据除以 σ;检验样本平均数与 μ 是否有差别,要除以标准误 σ ÷ √n。用错会把证据强度低估 √n 倍。

常见问题

Z 分数常见问题

还有其他问题?

直接和 TapCub 团队聊聊——工作日通常几小时内回复。

z值计算公式是什么?

z = (x − μ) ÷ σ:用数值减去平均数,再除以标准差。考了 86 分,平均 72 分,标准差 8 分,z = (86 − 72) ÷ 8 = 1.75。用样本数据时,换成样本平均数 x̄ 和样本标准差 s。

z 值(标准分数)说明什么?多少算高?

它说明一个数离平均数有几个标准差、在哪一边。z = 0 就是平均数,z = 1 高一个标准差,z = −2 低两个标准差。钟形分布下约 68% 的数在 ±1 以内,95% 在 ±1.96 以内,99.7% 在 ±3 以内,所以 |z| 超过 2 就算比较少见。

z 值怎么换算成百分位或概率?

查标准正态分布表,或用标准正态分布函数 Φ(z):z = 1 对应第 84.13 百分位,1.645 对应第 95,1.96 对应第 97.5,2 对应第 97.72。本计算器直接给出,Excel / WPS 里用 =NORM.S.DIST(z, TRUE);反过来由概率求 z 用 =NORM.S.INV(p)。

用样本标准差还是总体标准差?

数据是从更大的总体里抽出来的(几周的数据、问卷回答、一个班代表全年级),用样本标准差(除以 n − 1)。只有数据就是全部对象时才用总体标准差。数据多时两者几乎一样。

|z| > 3 就是异常值吗?

对数据量足够、大致正态的数据,这是一个合理的初筛标准,但有两个盲点:极端值会把标准差拉大、把自己藏起来;数据很少时 |z| 根本到不了 3。修正 Z 分数用中位数和 MAD,没有这两个问题,Iglewicz 和 Hoaglin 建议 |M| > 3.5 视为可能的异常值。

标准分数和 Z 检验里的 z 值一样吗?

形式相同,都是(估计值 − 参照值)÷ 波动。标准分数用 σ 定位单个数据;Z 检验用标准误 σ ÷ √n 定位样本平均数。填上样本量 n 就得到检验统计量,总体标准差已知时,双尾概率就是 Z 检验的 P 值。

Excel 或 WPS 怎么算 z 值?

=STANDARDIZE(x, 平均数, 标准差),或者直接 =(x − AVERAGE(区域)) / STDEV.S(区域)。=NORM.S.DIST(z, TRUE) 求百分位,=NORM.S.INV(p) 由概率求 z。

考试里说的「标准分」和 z 值是什么关系?

z 值有负数和小数,不方便公布,所以常把它再做一次线性变换,比如 T 分数 = 50 + 10z,平均分对应 50,高一个标准差对应 60。具体考试的标准分怎么换算,以考试机构公布的办法为准。

更新记录

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