自由度在物理學、機械系統和統計學上各代表了不同意義。
1、物理學的自由度。
在力學里,自由度指的是力學系統的獨立坐標的個數。計算公式為:s=3n-m。
一般而言,N個質點組成的力學系統由3N個坐標來描述。但力學系統中常常存在著各種約束,使得這3N個坐標并不都是獨立的。對于N個質點組成的力學系統,若存在m個完整約束,則系統的自由度減為:s=3n-m。
2、機械系統的自由度。
自由度指機構具有確定運動時所必須給定的獨立運動參數的數目。計算公式為:F=3n-(2PL +Ph )。
n為活動構件數,PL為低副約束數,Ph為高副約束數。
3、統計學的自由度。
在統計學中,自由度(df)指的是計算某一統計量時,取值不受限制的變量個數。計算公式為:df=n-k。
其中n為樣本含量,k為被限制的條件數或變量個數,或計算某一統計量時用到其它獨立統計量的個數。