统计学学习——数据的描述性统计

本次主要是从数据的描述性统计开始学习,主要包括有数据的集中趋势、离中趋势、相对离散程度和分布的形状四个方面开始学习。

集中趋势:在统计学中是指一组数据向某一中心值拢的程度,它反映了一组数据中心点的位置所在。集中趋势测度就是寻找数据水平的代表值或中心值,低层数据的集中趋势测度值适用于高层次的测量数据,能够揭示总体中众多个观察值所围绕与集中的中心,反之,高层次数据的集中趋势测度值并不适用于低层次的测量数据;
离散程度:离中趋势又称“差异量数”、“标志变动度”等。指在数列中各个数值之间的差距和离散程度。离中趋势的测定是对统计资料分散状况的测定,即找出各个变量值与集中趋势的偏离程度。通过测定离中趋势,可以清楚地了解一组变量值的分布情况。
离散统计量越大,表示变量值与集中统计量的偏差越大,这组变量就越分散。这时,如果用集中量数去作估计,所出现的误差就较大。因此,离中趋势可以看作是集中趋势的补充说明;
相对离散程度:变异的偏离程度;分布形状:一眼知道这组数据是否是正态分布还是偏态分布,如果是偏态分布,是正偏态还是负偏态;
分布的形状:主要从峰态系数和偏态系数来进行数据分布形状的表述。

集中趋势主要指标共有:众数、中位数、平均数、分位数、极差、算术平均数、加权平均数、几何平均数;
离散程度主要指标共有:方差、标准差、极差、平均差、四分位差、异众比率;
相对离散程度主要指标:离散系数;
分布形状主要指标:偏态系数、峰态系数。

众数:在统计分布上具有明显集中趋势点的数值,代表数据的一般水平(众数可以不存在或多于一个)。 修正定义:是一组数据中出现次数最多的数值,叫众数,有时众数在一组数中有好几个。用 M 表示。 理性理解:简单的说,就是一组数据中占比例最多的那个数。

中位数:又称中点数,中值。中位数是按顺序排列的一组数据中居于中间位置的数,即在这组数据中,有一半的数据比他大,有一半的数据比他小。(注意:中位数和众数不同,众数指最多的数,众数有时不止一个,而中位数只能有一个。

平均数:是表示一组数据集中趋势的量数,是指在一组数据中所有数据之和再除以这组数据的个数。它是反映数据集中趋势的一项指标。解答平均数应用题的关键在于确定“总数量”以及和总数量对应的总份数。

算术平均数:又称均值,是统计学中最基本、最常用的一种平均指标,分为简单算术平均数、加权算术平均数。它主要适用于数值型数据,不适用于品质数据。根据表现形式的不同,算术平均数有不同的计算形式和计算公式。
算术平均数是加权平均数的一种特殊形式(特殊在各项的权重相等)。在实际问题中,当各项权重不相等时,计算平均数时就要采用加权平均数;当各项权相等时,计算平均数就要采用算术平均数。

加权平均数:加权平均值即将各数值乘以相应的权数,然后加总求和得到总体值,再除以总的单位数。加权平均值的大小不仅取决于总体中各单位的数值(变量值)的大小,而且取决于各数值出现的次数(频数),由于各数值出现的次数对其在平均数中的影响起着权衡轻重的作用,因此叫做权数。
因为加权平均值是根据权数的不同进行的平均数的计算,所以又叫加权平均数。在日常生活中,人们常常把“权数”理解为事物所占的“权重”,所以在本词条中,我们不对这两个词加以区别。

分位数:亦称分位点,是指将一个随机变量的概率分布范围分为几个等份的数值点,常用的有中位数(即二分位数)、四分位数、百分位数等。

极差:又称范围误差或全距,以R表示,是用来表示统计资料中的变异量数,其最大值与最小值之间的差距,即最大值减最小值后所得之数据。

它是标志值变动的最大范围,它是测定标志变动的最简单的指标。移动极差(Moving Range)是其中的一种。极差不能用作比较,单位不同 ,方差能用作比较, 因为都是个比率。

方差:在概率论和统计方差衡量随机变量或一组数据时离散程度的度量。概率论中方差用来度量随机变量和其数学期望(即均值)之间的偏离程度。统计中的方差(样本方差)是每个样本值与全体样本值的平均数之差的平方值的平均数。

标准差:又常称均方差,是离均差平方的算术平均数的平方根,用σ表示。标准差是方差的算术平方根。标准差能反映一个数据集的离散程度。平均数相同的两组数据,标准差未必相同。

平均差:是表示各个变量值之间差异程度的数值之一。指各个变量值同平均数的离差绝对值的算术平均数。

平均差异大,表明各标志值与算术平均数的差异程度越大,该算术平均数的代表性就越小;平均差越小,表明各标志值与算术平均数的差异程度越小,该算术平均数的代表性就越大。因离差和为零,离差的平均数不能将离差和除以离差的个数求得,而必须将离差取绝对数来消除正负号。平均差是反应各标志值与算术平均数之间的平均差异。

四分位差:它是上四分位数(Q3,即位于75%)与下四分位数(Q1,即位于25%)的差。

计算公式为:Q = Q3-Q1

四分位差反映了中间50%数据的离散程度,其数值越小,说明中间的数据越集中;其数值越大,说明中间的数据越分散。四分位差不受极值的影响。此外,由于中位数处于数据的中间位置,因此,四分位差的大小在一定程度上也说明了中位数对一组数据的代表程度。四分位差主要用于测度顺序数据的离散程度。对于数值型数据也可以计算四分位差,但不适合分类数据。

四分位数是将一组数据由小到大(或由大到小)排序后,用3个点将全部数据分为4等份,与这3个点位置上相对应的数值称为四分位数,分别记为Q1(第一四分位数),说明数据中有25%的数据小于或等于Q1,Q2(第二四分位数,即中位数)说明数据中有50%的数据小于或等于Q2、Q3(第三四分位数)说明数据中有75%的数据小于或等于Q3。其中,Q3到Q1之间的距离的差的一半又称为分半四分位差,记为(Q3-Q1)/2。

异众比率:是统计学当中研究现象离中趋势的指标之一。异众比率指的是总体中非众数次数与总体全部次数之比。换句话说,异众比率指非众数组的频数占总频数的比例。

离散系数:又称变异系数,是统计学当中的常用统计指标。离散系数是测度数据离散程度的相对统计量,主要是用于比较不同样本数据的离散程度。离散系数大,说明数据的离散程度也大;离散系数小,说明数据的离散程度也小。

偏态系数:又称偏差系数,说明随机系列分配不对称程度的统计参数,用Cs表示。和Cv只能反映频率密度分配曲线的平均情况和离散程度,而不能反映其对称(即偏态)情况,所以必须再引入一个参数,即偏差系数Cso。偏态系数绝对值越大,偏斜越严重。

偏态系数以平均值与中位数之差对标准差之比率来衡量偏斜的程度,用SK表示偏斜系数:偏态系数小于0,因为平均数在众数之左,是一种左偏的分布,又称为负偏。偏态系数大于0,因为均值在众数之右,是一种右偏的分布,又称为正偏。

偏态系数是根据众数、中位数与均值各自的性质,通过比较众数或中位数与均值来衡量偏斜度的,即偏态系数是对分布偏斜方向和程度的刻画 。一般认为,没有百年以上的资料,偏态系数的计算结果很难得到一个合理的数值。

峰态系数:又称峰度系数,峰态系数是用来反映频数分布曲线顶端尖峭或扁平程度的指标。有时两组数据的算术平均数、标准差和偏态系数都相同,但他们分布曲线顶端的高耸程度却不同。

峰态系数用来度量数据在中心聚集程度。在正态分布情况下,峰度系数值是3(但是SPSS等软件中将正态分布峰度值定为0,是因为已经减去3,这样比较起来方便)。>3的峰度系数说明观察量更集中,有比正态分布更短的尾部;<3的峰度系数说明观测量不那么集中,有比正态分布更长的尾部,类似于矩形的均匀分布。峰度系数的标准误用来判断分布的正态性。峰度系数与其标准误的比值用来检验正态性。如果该比值绝对值大于2,将拒绝正态性。

偏度系数用来度量分布是否对称。正态分布左右是对称的,偏度系数为0。较大的正值表明该分布具有右侧较长尾部。较大的负值表明有左侧较长尾部。偏度系数与其标准误的比值同样可以用来检验正态性。

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