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什麼是自由度

自由度是一個多領域使用的概念,不同領域有著不同的定義和套用:

物理學中,自由度是指描述一個物理系統狀態所需獨立變數的數量。例如,一個質點在空間中的位置需要三個獨立的坐標(x, y, z)來確定,因此它的自由度是3。對於具有n個質點的系統,如果沒有約束,自由度是3n。但是,如果存在約束,自由度會相應減少。

統計學中,自由度通常指在計算某個統計量時,取值不受限制的變數個數。它等於樣本容量減去限制條件數量。例如,在計算樣本方差時,由於分子有\(n-1\)個自由度,而分母有\(n-1\)個數據點,所以自由度為\(n-1\)。

總的來說,自由度的概念因套用領域的不同而有所變化,但核心思想都是指在特定條件下,可以獨立變化的變數的數量。