Excel计算平均分时为什么要去掉最高分?专业解读与操作指南
在Excel中处理成绩、评分或比赛数据时,去掉最高分(有时也去掉最低分)再计算平均分,核心目的是为了消除极端值对整体平均水平的扭曲影响,从而得到更能代表“典型”或“普遍”水平的平均值。 这背后的原理和应用场景非常值得深入了解。
平均值(算术平均数)的局限性
Excel中最常用的AVERAGE
函数计算的是算术平均数,其公式为:平均值 = (所有数据之和) / (数据个数)
- 优点: 计算简单,意义直观。
- 缺点: 对极端值(极大值或极小值)非常敏感。 一个异常高或异常低的分数会显著地将平均值拉向它所在的方向。
极端值(最高分/最低分)带来的问题
想象以下场景:
- 评委打分: 在歌唱比赛、体操比赛等评委打分制中,某个评委可能因为个人偏好(特别喜欢或特别不喜欢)、评分标准理解偏差、甚至操作失误,给出了一个远高于或远低于其他评委的分数。
- 学生成绩: 某个学生可能因特殊情况(如考试时严重失误、身体不适,或题目理解完全错误)得到了一个极低分;或者因作弊、题目泄露等原因得到了一个异常高分。
- 用户评分/满意度调查: 可能存在恶意刷高分或刷低分的情况。
如果直接计算包含这些极端值的算术平均数:
- 一个异常高的分数(最高分)会显著拉高整体平均值。
- 一个异常低的分数(最低分)会显著拉低整体平均值。
结果: 这个计算出来的“平均分”不能真实、公平地反映大多数评委的共识、大多数学生的实际水平或大多数用户的真实感受,它被少数极端数据“污染”了。
去掉最高/低分:截尾均值的优势
为了解决算术平均数对极端值敏感的问题,统计学中引入了截尾均值(Trimmed Mean)的概念。
- 原理: 在排序后的数据序列两端,对称地去掉一定比例(例如5%、10%)的最高值和最低值,然后用剩下的中间数据计算算术平均数。
- 在平均分计算中的应用:
- 去掉最高分: 主要消除异常高分的干扰,防止其不公正地拉高平均分。
- 去掉最低分: 主要消除异常低分的干扰,防止其不公正地拉低平均分。
- 同时去掉最高和最低分: 这是最常见的做法(尤其在评委打分中),目的是同时消除两个方向的极端值影响,使结果更加稳健(Robust),更能反映中间群体的集中趋势。
- 优势:
- 抗干扰性强: 对数据中的少数异常值不敏感。
- 更公平、更具代表性: 结果更能反映“大多数”数据的中心位置,减少了偶然因素或个别偏差对整体评价的影响。
- 广泛认可: 在体育赛事评分、学术评审、市场调研、用户评价分析等领域被广泛采用,作为更公平的评价标准。
如何在Excel中实现“去掉最高最低分计算平均分”
假设你的分数数据在A2:A11区域(共10个分数),目标是去掉1个最高分和1个最低分后计算剩下8个分数的平均值。
方法1:组合SUM、LARGE、SMALL函数 (最常用且灵活)
=(SUM(A2:A11) - LARGE(A2:A11, 1) - SMALL(A2:A11, 1)) / (COUNT(A2:A11) - 2)
SUM(A2:A11)
: 计算所有10个分数的总和。LARGE(A2:A11, 1)
: 找出第1大的分数(即最高分)。SMALL(A2:A11, 1)
: 找出第1小的分数(即最低分)。SUM(...) - LARGE(...) - SMALL(...)
: 从总分中减去最高分和最低分,得到剩下8个分数的总和。COUNT(A2:A11) - 2
: 计算有效分数的个数(10 – 2 = 8)。- 总和 / 个数: 计算截尾平均值。
方法2:组合TRIMMEAN函数 (专为截尾均值设计)
=TRIMMEAN(A2:A11, 2/COUNT(A2:A11))
A2:A11
: 包含分数的数据区域。2/COUNT(A2:A11)
: 指定要截去的数据点比例。COUNT(A2:A11)
计算总数据点个数(10)。2/10 = 0.2
或20%
,表示总共要截去20%的数据(即10个数据的20%是2个数据)。TRIMMEAN
会自动在数据排序后,对称地去掉两端各10%的数据(即去掉最高的1个和最低的1个),然后用剩下的中间80%的数据(8个)计算平均值。
- 优点: 函数目的明确,公式简洁。缺点: 当需要去掉的个数不是严格对称时(比如总数为奇数,或明确要求只去最高不去最低),不如方法1灵活。
方法3:使用AVERAGE配合IF和数组公式 (较复杂,不推荐新手)
=AVERAGE(IF((A2:A11 <> MAX(A2:A11)) * (A2:A11 <> MIN(A2:A11)), A2:A11))
- 这是一个数组公式,在较新版本的Excel (Office 365, Excel 2021+) 中,按Enter即可,在旧版本中,需要按
Ctrl+Shift+Enter
确认。 - 原理: 创建一个逻辑数组,筛选出不等于最大值且不等于最小值的单元格,然后对这些单元格求平均。
- 注意: 如果最高分或最低分有重复,此方法会去掉所有重复的最高/低分,而方法1和方法2通常只去掉一个最高分和一个最低分(除非特别指定)。
选择建议: 方法1(SUM+LARGE+SMALL) 是最直观、最灵活、兼容性最好的首选方法,尤其当你明确知道要去掉的具体个数(如1个最高1个最低)时。方法2(TRIMMEAN) 在需要按比例截尾时更简洁。
重要注意事项
- 明确规则: 在应用此方法前,务必清楚规则是只去最高分、只去最低分,还是同时去掉最高和最低分?去掉几个(或比例是多少)?这直接影响公式的选择和编写。
- 数据重复: 如果最高分或最低分有多个相同的值,上述方法1和方法2通常只去掉其中一个实例(如LARGE(…,1)只返回最大的那个值,即使有多个并列最大,也只去掉一个),如果规则要求去掉所有并列的最高/低分,则需要更复杂的公式(如方法3,或结合RANK等函数)。
- 数据量: 当数据量很少时(如只有3个分数),去掉最高最低分后只剩1个分数,此时计算“平均”意义不大,需谨慎使用。
- TRIMMEAN的对称性:
TRIMMEAN
总是对称地去掉两端数据,指定去掉20%,它会自动去掉最高端的10%和最低端的10%,无法用它实现“只去掉最高分不去最低分”这种不对称操作。 - 应用场景: 这种方法并非万能,它主要适用于存在明显、个别的异常值干扰,且这些异常值并非我们想关注的“典型”情况时,如果数据分布本身就很广或者存在多个异常值,截尾均值可能也不是最佳选择,需结合其他统计量(如中位数)分析。
在Excel中计算平均分时选择去掉最高分(和/或最低分),是一种基于统计稳健性考虑的常用策略,它通过排除数据中可能存在的、非典型的极端值(异常高分或异常低分),有效防止这些“离群点”对整体平均水平的过度影响,从而计算出更能代表主体数据集中趋势、更公平、更可靠的“平均”结果,无论是评委打分力求公正,还是分析成绩避免个别极端情况干扰,掌握在Excel中实现截尾平均分的方法都是数据处理中一项有价值的技能。
引用说明:
- 本文中关于算术平均数局限性和截尾均值(Trimmed Mean)的概念与优势,核心原理源自统计学基本理论,可参考经典统计学教材如《统计学》(David Freedman等著)或《Introductory Statistics》(Neil A. Weiss著)中关于集中趋势度量及稳健估计的章节。
- Excel函数(
AVERAGE
,SUM
,LARGE
,SMALL
,COUNT
,TRIMMEAN
,MAX
,MIN
,IF
)的功能描述与应用示例,依据Microsoft Office官方支持文档及函数说明 (support.microsoft.com/excel)。 - 评分实践中去除最高/低分的做法,广泛见于国际体育组织(如国际体操联合会FIG、国际滑冰联盟ISU)的竞赛规则以及各类学术、商业评审规程中,体现了对评价公平性与结果稳健性的共同追求。
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