统计学 统计数据的描述.ppt
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1、统计学,第2章 统计数据的描述,第1章 回顾,知识点统计学内涵统计学概念及含义要求掌握统计学的涵义了解统计学产生与发展掌握统计学几个概念,是一门收集、整理、显示和分析统计数据的科学,其目的是探索数据内在的规律性。,总体变量样本参数统计量,第2章 统计数据的描述,2.1数据的计量尺度2.2统计数据的来源2.3统计数据的质量2.4统计数据的整理2.5分布集中趋势的测度2.6分布离散程度的测度2.7分布偏态与峰度的测度2.8茎叶图与箱线图2.9统计表与统计图,2.1 数据的计量尺度,一、列名尺度二、顺序尺度三、间隔尺度四、比率尺度,2.1 数据的计量尺度,分类方法(4种计量尺度):列名尺度、顺序尺度
2、、间隔尺度和比例(率)尺度。,列名尺度,顺序尺度,间隔尺度,比例尺度,精确程度,良好,1980,134公斤,休斯顿火箭,俱乐部:,健康状况:,出生年份:,体重:,1、列名尺度(Nominal Scale),例如:性别、民族、职业数据表现为“类别”各类之间无等级次序 各类别可以用数字代码表示根据列名尺度得到的数据为分类数据。,2、顺序尺度(Ordinal Scale),例如健康状况、质量等级数据表现为“类别”可对等级、大小等排序未测量出类别之间的准确差值根据顺序尺度得到的数据为顺序数据。,3、间隔尺度 Interval Scale,例如年份、摄氏温度数据表现为“数值”可以进行加减运算“0”是只是
3、尺度上的一个点,不代表“不存在”根据间隔尺度得到的数据为间隔数据。,4、比例尺度 Ratio Scale,例如体重、身高数据表现为“数值”可以进行加减、乘除运算“0”表示“没有”或“不存在”根据比例尺度得到的数据为比例数据。,间隔尺度与比例尺度的区别,间隔尺度中“0”表示一个具体数值,不表示“没有”或“不存在”,比例尺度中“0”表示“没有”或“不存在”。间隔尺度-273.15-123.15 0 26.85比例尺度 0KM 150KM 300KM,课堂练习,下列数据中哪些采用了间隔尺度?海拔8848米 960万平方公里 100元 北纬38度,四种计量尺度的比较,1、四种尺度所包含的信息量是依次递
4、增的。2、根据较高层次的计量尺度可以获得较低层次的计量尺度。,四种计量尺度的比较:数学性质,“”表示该尺度所具有的特性,数据和变量类型,数据的类型,变量类型,变量的类型,变量是用来描述现象某种令人感兴趣的特征的概念。品质变量是描述现象有关属性特征的变量,本质上不能用数字来表示。例如性别。数量变量是描述现象有关数量特征的变量,都是用数字来表示的。例如人数,年龄等。离散型变量指的是有限个数值或诸如0,1,2之类无限可列值的变量。如果某一变量可以取某一区间或多个区间中任意数值,则该变量称为连续型变量。,2.1 例子,请判断下列数据分别属于什么类型?灯炮使用寿命将产业划分为三类广州市8月份各天的气温记
5、录将服务质量分为五个等级:好、较好、一般、差、较差。,分类数据,顺序数据,比例数据,间隔数据,2.2 统计数据的来源,一、间接获取的数据 二、直接获取的数据,间接取得的数据,间接取得的数据,统计部门和政府部门公布的有关资料,如各类统计年鉴各类经济信息中心、信息咨询机构、专业调查机构等提供的数据各类专业期刊、报纸、书籍所提供的资料各种会议,如博览会、展销会、交易会及专业性、学术性研讨会上交流的有关资料从互联网或图书馆查阅到的相关资料,提供统计数据的部分政府网站,提供统计数据的部分政府网站,直接取得的数据,普查(census),为特定目的专门组织的非经常性全面调查2.通常是一次性或周期性的3.一般
6、需要规定统一的标准调查时间4.数据的规范化程度较高5.应用范围比较狭窄,抽样调查(sampling survey),1.从总体中随机抽取一部分单位作为样本进行调查,并根据样本调查结果来推断总体特征的数据收集方法,2.具有经济性、时 效性强、适应面广、准确性高等特点,2.3数据的质量,非抽样误差:由于调查过程中各有关环节工作失误造成的。调查方案有关规定或解释不明确导致填报错误、抄录错误、汇总错误、不完整抽样框导致的误差,调查中不回答产生的误差。人为干扰:隐瞒、虚报。从理论上看,这类误差可以避免。加强培训掌握获取完整抽样框的方法,科学抽样的方法与技术。抽样误差:利用样本推断总体时产生的误差。不可避
7、免可以计量、可以控制,抽样框全部总体单元或范围。,2.3 统计数据的质量,数据的误差,抽样误差(sampling error),由于抽样的随机性所带来的误差 所有样本可能的结果与总体真值之间的平均性差异 影响抽样误差大小的因素样本容量的大小总体的变异性,非抽样误差(non-sampling error),相对于抽样误差而言除抽样误差之外的,由于其他原因造成的样本观察结果与总体真值之间的差异存在于所有的调查之中有抽样框误差、回答误差、无回答误差、调查员误差、测量误差,数据来源与数据质量,1936年,罗斯福和兰登竞选总统。文学摘要调查了240万人,预测兰登以57%对43%获胜;Gallup(盖洛普
8、)调查了50000人,结论是罗斯福以56%获胜。实际结果是罗斯福以62%获胜。1952年至1988年,Gallup公司在每次调查中只抽取3439至8144人,实际预测误差在0.2至4.4 个百分点之间。,数据来源与数据质量,第二次世界大战期间,美国国家民意调查中心(The National Opinion Research Center)派两组调查人员对一个南方城市的500名黑人进行提问,一组调查人员由白人组成,另一组由黑人组成。3个问题:问题一:“如果日本占领美国,你认为黑人的境况会得到改善还是变得更糟?”黑人调查组中,9的被调查者回答“变好”,25回答“变坏”;白人调查组中,2回答“变好”
9、,45回答变坏。问题二:用“纳粹分子”代替“日本”,两组的结果大体相同。问题三:“你认为目前致力于打败轴心国比在本国内进一步推进民主更重要吗?”黑人调查组中,选择“打败轴心国”的比例是39,而白人调查组则是62。是什么原因造成了调查结果的差异呢?,误差的控制,抽样误差可计算和控制非抽样误差的控制调查员的挑选调查员的培训督导员的调查专业水平调查过程控制调查结果进行检验、评估现场调查人员进行奖惩的制度,2.4 统计数据的整理,一、统计数据的分组 二、次数分配三、次数分配直方图 四、洛伦茨曲线,统计数据的分组,2.4数据的整理统计数据的分组,按照统计研究目的,将数据分别列入不同的组内。按品质标志分组
10、:列名尺度和顺序尺度。按数量标志分组:间隔尺度和比例尺度。,2.4 数据的整理次数分配,次数分配是观察值按其分组标志分配在各组内的次数。分组目的:找出数据分布的规律。步骤:分多少组?确定组数每一组的范围?确定组距=(Max.-Min.)/组数等组距分组、不等组距分组开口组经验:组数不少于5组,也不应多于15组原则:“不重不漏”、上组限(一个组的最大值)不在内累积次数分配向下累积:由表的上方向表的下方累加向上累积:由表的下方向表的上方累加,组距分组(步骤),1.确定组数:组数的确定应以能够显示数据的分布特征和规律为目的2.确定组距:组距(class width)是一个组的上限与下限之差,可根据全
11、部数据的最大值和最小值及所分的组数来确定,即组距(最大值-最小值)组数3.统计出各组的频数并整理成频数分布表 频数(frequency):每个组中的数据个数,也称次数。频率(relative frequency):频数/总数据个数。,补充,Sturges 提出的经验公式:分组组数K应满足,其中n 为数据的个数(总体单位数或样本数),一般对结果取整数。,组距分组(几个概念),1.下限(low limit):一个组的最小值2.上限(upper limit):一个组的最大值3.组距(class width):上限与下限之差4.组中值(class midpoint):下限与上限之间的中点值,次数分配表
12、的编制(例题分析),【例】某车间30名工人每周加工某种零件件数如右表试对数据进行分组。,Max=128Min=84,频数分布表,Max=128Min=84,(Max-Min)/5=(128-84)/5=8.810,上组限(一个组的最大值)不在内。,90、100、110、120这几个数究竟属于哪一组?,课堂练习:某月啤酒公司60个销售点的销量,48 71 52 53 36 41 69 58 47 60 53 29 41 72 81 37 43 58 68 42 73 62 59 4451 53 47 66 59 52 34 49 73 29 47 1639 58 43 29 46 52 38 4
13、6 80 58 51 67 54 57 58 63 49 40 54 61 58 66 47 50 单位:桶,Max=81Min=16,(Max-Min)/8=(81-16)/8=8.1259,啤酒销售量的频数分布,销售桶数 销售点数 频率(%)1019 1 1.72029 3 5.03039 5 8.34049 16 26.75059 20 33.36069 9 15.07079 4 6.78089 2 3.3 合计 60 100.0,频数/次数,次数分配直方图,直方图(histogram),在直角坐标中,用横轴表示数据分组,纵轴表示频数或频率,各组与相应的频数就形成了一个矩形,即直方图用矩
14、形的宽度和高度来表示频数分布的图形,实际上是用矩形的面积来表示各组的频数分布,分组数据的图示(直方图的绘制),某车间工人周加工零件直方图,我一眼就看出来了,周加工零件在100110之间的人数最多!,折线图(frequency polygon),折线图也称次数多边形图折线图是在直方图的基础上,把直方图顶部的中点(组中值)用直线连接起来,再把原来的直方图抹掉折线图的两个终点要与横轴相交,具体的做法是第一个矩形的顶部中点通过竖边中点(即该组频数一半的位置)连接到横轴,最后一个矩形顶部中点与其竖边中点连接到横轴S直方图=S折线图,二者所表示的频数分布是一致的,分组数据的图示(折线图的绘制),S直方图=
15、S折线图,某车间工人周加工零件折线图,次数分布曲线,次数分布曲线:当观察次数越多,组距越小且组数越多,所给出的折线图就会越光滑,然后直方图抹掉,就只剩一条光滑的曲线,用于反映数据或统计量的分布规律。正态分布曲线偏态曲线J形曲线U形曲线,次数分配的类型,几种常见的频数分布,洛伦茨曲线与基尼系数,洛伦茨曲线,20世纪初美国经济学家、统计学家洛伦茨(M.E.Lorentz)根据意大利经济学家帕累托(V.Pareto)提出的收入分配公式绘制而成。描述了收入和财富分配性质的,这条曲线用于分析某国家或地区收入分配的公平程度。,基尼系数,20世纪初意大利经济学家基尼(G.Gini)根据洛伦茨曲线计算出一个数
16、值,用这个统计指标可以衡量收入分配的平等程度。A表示实际收入曲线与绝对平均线之间的面积B表示实际收入曲线与绝对不平均线之间的面积如果A=0,则基尼系数=0,表示收入绝对平均如果B=0,则基尼系数=1,表示收入绝对不平均基尼系数在0 和1之间取值,0.4,分配不公,洛伦茨曲线与基尼系数计算步骤:,假设一个国家有100个人,计算这个国家的基尼系数分为下面四步:1.将这100人按收入从低往高排列,第一名是收入最低的,第一百名是收入最高的;2.画一个边长为一的正方形,并将左下角与右上角的对角线相连;3.依次计算前十名,前二十名,前三十名一直到前九十名所拥有的收入占整个100人的收入的比值;4.以正方形
17、的左下角为原点,用水平边标记累计人口,垂直边标记累积的收入比,将在上面计算出的累计收入比值,在正方形中标出。然后,将这些点同原点以及正方形的右上角连接,就可以得到一条曲线。这条曲线被称为洛伦茨曲线。基尼系数就是对角线与洛伦茨曲线之间的面积,与对角线以下的三角形的面积之比。,各国基尼系数的比较,美国 40.8%英国 36.1%法国 32.7%俄罗斯 31.0%韩 国 31.6%德 国 30%意大利 27.3%匈牙利 26.9%瑞典 25%日 本 24.9%,0.4,分配不公,1978-2005中国基尼系数变化情况,亚行揭露:中国基尼系数扩大到0.473,己达到拉美平均水平,勇夺亚洲冠军,2007
18、年8月8日,亚洲开发银行发表了减少不平等,中国需要具有包容性的增长的新闻稿并公布了亚洲的分配不均的研究报告。在22个纳入亚行研究范围的国家中,中国勇夺贫富差距之冠,在衡量分配不平等的两个常见指标中,收入最高的20%人口的平均收入与收入最低的20%人口的平均收入的比率,中国是11倍,高出其它国家一大截;基尼系数,2004年中国的数值是0.4725,仅比尼泊尔的0.4730低微小,远远高于印度、韩国、台湾。亚行指出,从1993到2004年,中国的基尼系数从0.407扩大到0.473,己达到拉丁美洲的平均水平,不得不让人怀念“公平的增长”的典范:韩国和台湾(地区)。,贫富差距排名国家 最高20%人口
19、收入/最低20%人口收入 基尼系数 中国 11.37倍 0.4725尼泊尔 9.47倍 0.4730菲律宾 9.11倍 0.4397土库曼斯坦 8.33倍 0.4302泰国 7.72倍 0.4196马来西亚 7.7倍 0.4033柬埔寨 7.04倍 0.3805斯里兰卡 6.83倍 0.4018越南 6.24倍 0.3708台湾 6.05倍 0.3385阿塞拜疆 5.95倍 0.3650哈萨克斯坦 5.61倍 0.3383印度 5.52倍 0.3622印度尼西亚 5.52倍 0.3430韩国 5.47倍 0.3155蒙古 5.44倍 0.3284老挝 5.4倍 0.3463塔吉克斯坦 5.14
20、倍 0.3263亚美尼亚 5.08倍 0.338文莱 5.03倍 0.3408巴基斯坦 4.46倍 0.3118吉尔吉斯 4.43倍 0.303,2.5 分布集中趋势的测度,一、众数(mode)二、中位数(median)三、四分位数四、均值(mean)五、几何平均数(geometric mean)六、切尾均值(trimmed mean)七、众数、中位数和均值的比较,集中趋势,常用的集中趋势的测度指标:算术平均数调和平均数几何平均数中位数众数,集中趋势:一组数据向其中心值靠拢的倾向和程度。集中趋势测度:寻找数据水平的代表值或中心值。,众数,众数 Mo(mode),一组数据中出现次数最多的变量值适
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