使用方法
- 选择 求解内容:低于某个值、高于某个值、介于两个值之间的比例,或某个百分位对应的值。
- 输入正态分布的 平均值 μ 和 标准差 σ。
- 输入 数值 x;求范围时输入 第二个数值 x₂;求百分位对应的值时输入 百分位。
- 读取 数值的比例 或 该百分位对应的值,再查看 计算过程。
z 分数的计算
z 分数表示一个数值高于或低于平均值多少个标准差:z = (x − μ) ÷ σ。z 分数为0即为平均值,z 分数为1.5则比平均值高一个半标准差。
当数值服从正态分布时,低于某数值的比例为 Φ(z),其中 Φ 是标准正态分布函数。Φ(1.96) = 0.9750,因此 z 为1.96的数值下方,占全部数值的97.5%。
z = (x − μ) ÷ σ
低于 x 的比例 = Φ(z)
介于 x₁ 与 x₂ 之间的比例 = Φ(z₂) − Φ(z₁)
百分位 p 对应的值 = μ + Φ⁻¹(p) × σ
百分位与百分位对应的值
百分位是分布中有给定比例的数值位于其下方的那个值。例如第90百分位,其下方有90% 的数值。计算器先用 Φ 的反函数求出它的 z 值,再用平均值和标准差把它换算为数值。
对于正态分布,结果是精确的。但真实数据很少精确服从正态分布,尤其是在尾部,因此在依赖某个百分位之前,请先确认数据大致呈钟形。
本计算器不涵盖的内容
- 偏态数据,如收入或等待时间。对这些数据,应使用数据本身的百分位,而不是正态曲线。
- 由样本估计的平均值或标准差的不确定性。这由置信区间计算器处理。
- 检验数据是否服从正态分布,以及正态分布以外的其他分布。
示例:平均值70、标准差8的考试分数
得分82的 z 分数为 z = (82 − 70) ÷ 8 = 1.5000。Φ(1.5) = 0.933193,因此93.32% 的成绩低于82分。
第90百分位的得分为80.2524:该百分位对应的 z 值为1.28155,70 + 1.28155 × 8 = 80.2524。
常见问题
什么是 z 分数?
z 分数是一个数值与平均值的距离,以标准差为单位计量。z 分数为 +2表示该数值比平均值高两个标准差;z 分数为负则表示它位于平均值之下。
正态分布中,距平均值一个或两个标准差之内各占多少比例?
约68.27% 的数值落在平均值一个标准差之内,约95.45% 落在两个标准差之内,分别由 Φ(1) − Φ(−1) 和 Φ(2) − Φ(−2) 得出。这些比例与平均值和标准差无关。
为什么第90百分位对应的是 z = 1.28,而不是0.9?
z 分数是以标准差计量的距离,而不是概率。第90百分位是使正态分布在其左侧占90% 的 z 值,即1.2816。0.9则是概率本身。
应使用总体标准差还是样本标准差?
请使用您所描述的那个分布的标准差。对于样本,样本标准差是常用的估计值,此时 z 分数是把样本当作整个总体来描述的。
这个计算器能用于非正态的数据吗?
只能作粗略参考。结果对正态分布是精确的。对于收入这类偏态数据,低于某值的比例可能相差很大,数据本身的百分位更可靠。
我输入的数字会被发送到服务器吗?
不会。计算在您的浏览器中进行,您输入的数字和结果都不会发送到我们的服务器,页面也不会保存它们。
资料来源
- 美国国家标准与技术研究院《统计方法电子手册》1.3.6.6.1节:正态分布(英文)
- 美国国家标准与技术研究院《统计方法电子手册》1.3.6.7.1节:标准正态的累积分布函数(英文)
- Wikipedia:Standard score(英文)
数据和文字最近核对于2026年11月10日星期二。