劉超-簡明應(yīng)用統(tǒng)計學(xué)-第2版 第1章-統(tǒng)計學(xué)緒論

簡明應(yīng)用統(tǒng)計學(xué)

（第2版）

第1章統(tǒng)計學(xué)緒論1.1

引言1.2什么是統(tǒng)計學(xué)1.3為什么要學(xué)習(xí)統(tǒng)計學(xué)1.4統(tǒng)計學(xué)的類型1.5變量的類型1.6測量的水平1.7數(shù)據(jù)的收集1.8統(tǒng)計軟件學(xué)習(xí)目標1.理解我們?yōu)槭裁匆獙W(xué)習(xí)統(tǒng)計學(xué)。2.什么是描述統(tǒng)計學(xué)和推斷統(tǒng)計學(xué)。3.區(qū)別定性變量和定量變量,區(qū)別離散變量和連續(xù)變量。4.區(qū)別變量的定類、定序、定距和定比測度水平。5.知道數(shù)據(jù)的四種收集方式。6.知道常用的統(tǒng)計軟件。根據(jù)最新的研究結(jié)果，消費者的行為對自然資源到底有怎樣的影響呢？你應(yīng)該買使用柴油發(fā)動機的汽車，還是購買電動車，或者干脆騎自行車呢？報紙、雜志或網(wǎng)絡(luò)中的統(tǒng)計結(jié)果對于你的決定非常關(guān)鍵，這些結(jié)果建議你該有怎樣的消費觀。1.1引言在金融危機發(fā)生后，各國政府對于國家經(jīng)濟的現(xiàn)狀和對未來經(jīng)濟走勢的預(yù)測十分關(guān)注，每個月都要編制CPI等各類指數(shù)以評價通貨膨脹情況。有關(guān)商品銷售額、新開工的住宅、貨幣流通以及工業(yè)生產(chǎn)的信息僅僅是構(gòu)成預(yù)測基礎(chǔ)的成百上千類信息的一小部分。我們該如何解讀這些數(shù)據(jù)呢？知道一些統(tǒng)計知識有助于我們知道這些數(shù)據(jù)是如何與我們的生活息息相關(guān)的。假設(shè)你是市場部的新任經(jīng)理，一次廣告活動的統(tǒng)計結(jié)果擺到了你面前，聲稱某個結(jié)果是“統(tǒng)計顯著”的。你如何解釋這份報告而又不暴露你對該術(shù)語的無知呢？趕快學(xué)點統(tǒng)計，這對你和你的事業(yè)都非常有用。1.1引言統(tǒng)計學(xué)是收集、分析、表述和解釋數(shù)據(jù)的科學(xué)(不列顛百科全書)統(tǒng)計是一門收集、分析、解釋和提供數(shù)據(jù)的科學(xué)(韋伯斯特國際辭典第3版)統(tǒng)計指的是一組方法，用來設(shè)計實驗、獲得數(shù)據(jù)，然后在這些數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上組織、概括、演示、分析、解釋和得出結(jié)論(MarioF.Triola,《初級統(tǒng)計學(xué)》)

統(tǒng)計學(xué)是數(shù)據(jù)的科學(xué)和藝術(shù)1.2

什么是統(tǒng)計學(xué)?

(statistics)1.收集數(shù)據(jù)：取得數(shù)據(jù)2.處理數(shù)據(jù)：整理與圖表展示分析數(shù)據(jù)：利用統(tǒng)計方法分析數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)解釋：結(jié)果的說明得到結(jié)論：從數(shù)據(jù)分析中得出客觀結(jié)論收集、處理、分析、解釋數(shù)據(jù)并從數(shù)據(jù)中得出結(jié)論的科學(xué)1.2

什么是統(tǒng)計學(xué)?

(statistics)2009年8月6日《紐約時報》發(fā)表大幅文章《當今大學(xué)畢業(yè)生的唯一關(guān)鍵詞是：統(tǒng)計學(xué)》(ForToday‘sGraduate,JustOneWord:Statistics).文章舉例說明統(tǒng)計對各行各業(yè)的重要性。2009年8月25日華爾街雜志刊登《有利于找工作的5個專業(yè)》文章，認為在美國“工程、生命科學(xué)、統(tǒng)計學(xué)、環(huán)境研究和金融”是就業(yè)市場最受歡迎的專業(yè)。2010年6月3日第64屆聯(lián)合國大會第90次會議通過決議，每年10月20日被聯(lián)合國確定為“世界統(tǒng)計日”。體現(xiàn)出全世界對統(tǒng)計數(shù)據(jù)和統(tǒng)計空前的關(guān)注和重視。2011年2月美國《科學(xué)》雜志以數(shù)據(jù)為主題出版?？?，學(xué)術(shù)界對數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)分析高度關(guān)注。1.3

為什么要學(xué)習(xí)統(tǒng)計學(xué)統(tǒng)計在許多學(xué)科中得到廣泛的應(yīng)用。比如說，學(xué)術(shù)研究雜志就依賴于統(tǒng)計結(jié)果。在許多學(xué)科中，一篇文章是否能夠發(fā)表在主要雜志上，在很大程度上取決于該文章是否能正確地使用統(tǒng)計方法。除了學(xué)術(shù)領(lǐng)域，統(tǒng)計在其他領(lǐng)域也被人們廣泛使用。統(tǒng)計在工業(yè)中得到大量使用，尤其用于研究新產(chǎn)品、質(zhì)量控制和市場開發(fā)中；市場調(diào)查也需要統(tǒng)計。1.3

為什么要學(xué)習(xí)統(tǒng)計學(xué)統(tǒng)計的應(yīng)用領(lǐng)域經(jīng)濟學(xué)管理學(xué)醫(yī)學(xué)工程學(xué)社會學(xué)…

統(tǒng)計學(xué)統(tǒng)計的應(yīng)用領(lǐng)域actuarialwork(精算)agriculture(農(nóng)業(yè))animalscience(動物學(xué))anthropology(人類學(xué))archaeology(考古學(xué))auditing(審計學(xué))crystallography(晶體學(xué))demography(人口統(tǒng)計學(xué))dentistry(牙醫(yī)學(xué))ecology(生態(tài)學(xué))econometrics(經(jīng)濟計量學(xué))education(教育學(xué))electionforecastingandprojection(選舉預(yù)測和策劃)engineering(工程)epidemiology(流行病學(xué))finance(金融)fisheriesresearch(水產(chǎn)漁業(yè)研究)gambling(賭博)genetics(遺傳學(xué))geography(地理學(xué))geology(地質(zhì)學(xué))historicalresearch(歷史研究)humangenetics(人類遺傳學(xué))統(tǒng)計的應(yīng)用領(lǐng)域hydrology(水文學(xué))industry(工業(yè))linguistics(語言學(xué))literature(文學(xué))manpowerplanning(勞動力計劃)managementscience(管理科學(xué))marketing(市場營銷學(xué))medicaldiagnosis(醫(yī)學(xué)診斷)meteorology(氣象學(xué))militaryscience(軍事科學(xué))nuclearmaterialsafeguards(核材料安全管理)ophthalmology(眼科學(xué))pharmaceutics(制藥學(xué))physics(物理學(xué))politicalscience(政治學(xué))psychology(心理學(xué))psychophysics(心理物理學(xué))qualitycontrol(質(zhì)量控制)religiousstudies(宗教研究)sociology(社會學(xué))surveysampling(調(diào)查抽樣)taxonomy(分類學(xué))weathermodification(氣象改善)1.3

為什么要學(xué)習(xí)統(tǒng)計學(xué)

（1）數(shù)據(jù)無處不在。

（2）統(tǒng)計學(xué)技術(shù)對于我們做出影響日常生活的許多決

策都十分有用。

（3）無論你以后從事什么工作，你都會面臨與數(shù)據(jù)打

交道做出決策的問題。對統(tǒng)計學(xué)方法的了解將有

助于你更加有效的做出決策。數(shù)據(jù)收集過程：抽樣（sampling）。比如，為了估計某一家超市所有顧客平均年齡，你只需要收集部分顧客的年齡信息，得到平均年齡的估計以后，你就可以針對這個年齡層的顧客，制定相應(yīng)廣告信息。統(tǒng)計涉及兩個不同階段：(1)描述數(shù)據(jù)集和(2)根據(jù)樣本信息得出結(jié)論（估計、預(yù)測等）。統(tǒng)計的應(yīng)用可以被分為兩個部分：描述統(tǒng)計學(xué)和推斷統(tǒng)計學(xué)。1.4統(tǒng)計學(xué)的類型1.4統(tǒng)計學(xué)的類型統(tǒng)計方法描述統(tǒng)計推斷統(tǒng)計參數(shù)估計假設(shè)檢驗描述統(tǒng)計

(descriptivestatistics)

研究數(shù)據(jù)收集、處理、匯總、圖表描述、概括與分析等統(tǒng)計方法內(nèi)容搜集數(shù)據(jù)整理數(shù)據(jù)展示數(shù)據(jù)描述性分析目的描述數(shù)據(jù)特征找出數(shù)據(jù)的基本規(guī)律02550Q1Q2Q3Q4￥x=30s2=105推斷統(tǒng)計

(inferentialstatistics)

研究如何利用樣本數(shù)據(jù)來推斷總體特征的統(tǒng)計方法內(nèi)容參數(shù)估計假設(shè)檢驗?zāi)康膶傮w特征作出推斷樣本總體1.5變量

(variable)變量是說明現(xiàn)象某種特征的概念如商品銷售額、受教育程度、產(chǎn)品的質(zhì)量等級等變量的具體表現(xiàn)稱為變量值，即數(shù)據(jù)變量的值(value)通常是對某一特定個體的度量，特定個體可能是指一個人，一個家庭，一個地區(qū)，或一個國家。從表中可知，性別變量是以人為個體的觀測，孩子的數(shù)目是以家庭為個體的觀測。變量變量的值個體性別男，女人學(xué)歷小學(xué)，中學(xué)，本科，碩士，博士人失業(yè)有工作，無工作人孩子數(shù)0，

1，

2，

3，…家庭貧困程度嚴重，一般，邊緣，沒有地區(qū)

變量

(variable)定性變量（qualitativevariable）或?qū)傩宰兞浚╝ttributevariable）定性變量取的值稱為水平(level)或者類(class)。比如，姓名、性別、行業(yè)、出生地、國籍/地區(qū)以及汽車類型都是定性變量。定性數(shù)據(jù)通常以餅圖或者條形圖（詳見第2章）的形式表示。定量變量（quantitativevariable）定量變量例子比較多，比如年齡、壽命、公司的員工人數(shù)、薪水金額等等。定量變量又可以分為連續(xù)的和離散的。離散變量（discretevariable）只能取某些特定的值，并且不同取值之間通常都存在著間距。比如具有某種特征的人口（取正整數(shù)值）、某種事故發(fā)生的次數(shù)（非負整數(shù)）、足球射門次數(shù)等等。連續(xù)變量（continuousvariable）的觀測值可以遍取某一區(qū)間中的任何值。身高、體重、長度等等都是連續(xù)變量的例子。變量的類型

(variable)【例1.1】下面是關(guān)于是否喜歡鍛煉的部分調(diào)查數(shù)據(jù)。性別鍛煉的態(tài)度出生日期身高體重男非常喜歡17065女喜歡17560女一般16561男不太喜歡17970男很討厭15345男喜歡18065女一般17255女非常喜歡16752表1.1是否喜歡鍛煉的部分調(diào)查數(shù)據(jù)表1.1中的姓名、是否鍛煉為定性變量。出生日期、身高和體重為定量變量，出生日期是離散變量，而身高和體重為連續(xù)變量。變量

(例題分析)變量

(其他分類)隨機變量和非隨機變量經(jīng)驗變量(empiricalvariables)和理論變量(theoreticalvariables)經(jīng)驗變量所描述的是我們周圍可以觀察到的事物理論變量則是由統(tǒng)計學(xué)家用數(shù)學(xué)方法所構(gòu)造出來的一些變量，比如，z

統(tǒng)計量、t統(tǒng)計量、2統(tǒng)計量、F統(tǒng)計量等變量及其類型數(shù)據(jù)還可以按照測量水平進行分類。數(shù)據(jù)的測量水平通常制約著在數(shù)據(jù)概括和顯示時可以選用的計算方法，它還決定著應(yīng)該使用何種統(tǒng)計檢驗方法。1.6測量的水平通常，可以從下面幾個方面獲得數(shù)據(jù)：來自于公開發(fā)表資料中的數(shù)據(jù)統(tǒng)計年鑒有關(guān)期刊有關(guān)網(wǎng)站實驗設(shè)計數(shù)據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)觀察數(shù)據(jù)1.7數(shù)據(jù)收集統(tǒng)計數(shù)據(jù)的分類統(tǒng)計數(shù)據(jù)的分類按計量層次分類的數(shù)據(jù)順序的數(shù)據(jù)數(shù)值型數(shù)據(jù)按時間狀況截面的數(shù)據(jù)時序的數(shù)據(jù)按收集方法觀察的數(shù)據(jù)實驗的數(shù)據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)的分類

(按計量尺度分)分類數(shù)據(jù)(categoricaldata)

只能歸于某一類別的非數(shù)字型數(shù)據(jù)對事物進行分類的結(jié)果，數(shù)據(jù)表現(xiàn)為類別，用文字來表述例如，人口按性別分為男、女兩類順序數(shù)據(jù)(rankdata)

只能歸于某一有序類別的非數(shù)字型數(shù)據(jù)對事物類別順序的測度，數(shù)據(jù)表現(xiàn)為類別，用文字來表述例如，產(chǎn)品分為一等品、二等品、三等品、次品等數(shù)值型數(shù)據(jù)(metricdata)

按數(shù)字尺度測量的觀察值結(jié)果表現(xiàn)為具體的數(shù)值，對事物的精確測度例如：身高為175cm、168cm、183cm觀測的數(shù)據(jù)(observationaldata)通過調(diào)查或觀測而收集到的數(shù)據(jù)在沒有對事物人為控制的條件下而得到的有關(guān)社會經(jīng)濟現(xiàn)象的統(tǒng)計數(shù)據(jù)幾乎都是觀測數(shù)據(jù)實驗的數(shù)據(jù)(experimentaldata)在實驗中控制實驗對象而收集到的數(shù)據(jù)比如，對一種新藥療效的實驗，對一種新的農(nóng)作物品種的實驗等自然科學(xué)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)大多數(shù)都為實驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)的分類

(按收集方法分)統(tǒng)計數(shù)據(jù)的分類

(按時間狀況分)截面數(shù)據(jù)(cross-sectionaldata)

在相同或近似相同的時間點上收集的數(shù)據(jù)描述現(xiàn)象在某一時刻的變化情況比如，2005年我國各地區(qū)的國內(nèi)生產(chǎn)總值數(shù)據(jù)時間序列數(shù)據(jù)(timeseriesdata)

在不同時間上收集到的數(shù)據(jù)描述現(xiàn)象隨時間變化的情況比如，2000年至2005年國內(nèi)生產(chǎn)總值數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)收集的第一個準則是要清楚測量的是什么。換句話說，變量必須有一個明確的適合研究目的的定義。這有時是說起來容易做起來難。如果我們對問題考慮得不全面，那么就沒理由指望回答問題的人(一般稱為響應(yīng)者)能按照我們期望的回答問題。在我們做研究之前，對變量必須要有一個清晰、詳盡的定義。1.7數(shù)據(jù)收集：定義變量假定我們在一次食品企業(yè)的市場調(diào)查中包含了這樣的問題"在您的家庭中有多少個孩子?"我們也許認為自己知道想要了解的是什么，但是，沒有理由期待響應(yīng)者和我們有同樣的想法。我們也許不加考慮地認為，"孩子"應(yīng)定義為一個不滿18歲并和他(她)的親生父母一起生活的人。但如果一個家庭中包含大于18歲的親生子女、前妻或前夫的孩子、養(yǎng)子或養(yǎng)女、過繼子女或者其他年輕的親戚，那該怎么辦呢?對于不和親生父母生活在一起的孩子怎么算呢?對于父母離了婚而共同撫養(yǎng)的孩子怎么算呢?這有很多種發(fā)生混淆的可能。因此，我們在調(diào)查之前首先需要明確"孩子"的定義。1.7數(shù)據(jù)收集：定義變量數(shù)據(jù)表通常叫做數(shù)據(jù)陣或數(shù)據(jù)文件。下表是一個根據(jù)抽樣調(diào)查得來的數(shù)據(jù)生成的小數(shù)據(jù)陣的例子。

序號年齡性別態(tài)度120男反對223男贊成317女反對438女中立525女贊成643男贊成738男中立851女贊成935男贊成1039女反對1.7數(shù)據(jù)收集：數(shù)據(jù)表在計算機分析數(shù)據(jù)時，需要把數(shù)據(jù)文件中的描述性文字轉(zhuǎn)化成數(shù)字。每一個人都被分配一個身份號碼作為名字。年齡變量本來就是用數(shù)字測量的，因此不需要任何轉(zhuǎn)化。性別變量的兩個取值是“女”或“男”，因此，“女”用數(shù)字0代替，“男”用數(shù)字1代替。當然還可以使用任何兩個別的數(shù)字，比如用17代替“女”，用23代替“男”?！皯B(tài)度”這個值可以用三個等級數(shù)1、2和3表示反對、中立和贊成。序號年齡性別態(tài)度1201122313317014380252503643137381285103935131039011.7數(shù)據(jù)收集：數(shù)據(jù)表統(tǒng)計軟件的發(fā)展，使得只要輸入你的數(shù)據(jù)，選一些選項，馬上就得到令人驚嘆的漂亮結(jié)果了。那么，傻瓜式統(tǒng)計軟件的使用可以代替統(tǒng)計課程了？當然不是。數(shù)據(jù)的整理和識別，方法的選用，計算機輸出結(jié)果的理解都不像使用傻瓜相機那樣簡單可靠。而且，只要數(shù)據(jù)格式無誤、選項不矛盾而且不用零作為除數(shù)，統(tǒng)計軟件就一定給你結(jié)果，而且?guī)缀鯖]有任何警告。另外，統(tǒng)計軟件輸出的結(jié)果太多。即使是同樣的方法，不同軟件輸出的內(nèi)容還不一樣，甚至有時同樣的內(nèi)容名稱也不一樣。因此，應(yīng)該特別留神，明白自己是在干什么，不要在得到一堆毫無意義的垃圾