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文檔簡(jiǎn)介

常用相關(guān)統(tǒng)計(jì)量的計(jì)算

對(duì)于不同測(cè)量尺度的變量,其相關(guān)統(tǒng)計(jì)量的計(jì)算方法是不同的。如果是兩個(gè)定距測(cè)量的變量,則可以根據(jù)兩變量數(shù)值上的共同變化來理解它們之間的相關(guān)。這種基于共變基礎(chǔ)上的相關(guān)統(tǒng)計(jì)量也就是一般數(shù)理統(tǒng)計(jì)上所說的相關(guān)系數(shù)。如果是兩個(gè)定類或定序測(cè)量的變量,則可以從連同發(fā)生的角度來理解其相關(guān)關(guān)系,即當(dāng)一個(gè)變量中的某種情況(類別)發(fā)生時(shí),另一變量中的某種情況(類別)會(huì)更可能發(fā)生。

消減誤差比例(PRE),是指當(dāng)兩個(gè)變量之間存在相關(guān)關(guān)系時(shí),用其中一個(gè)變量X的取值分布去預(yù)測(cè)另一變量Y的取值,比不利用變量X的取值分布而直接預(yù)測(cè)變量Y的取值時(shí)所能夠減少的誤差與總誤差之比。

PRE數(shù)值表示用一個(gè)變量去預(yù)測(cè)或解釋另一個(gè)變量時(shí)能夠消除百分之幾的誤差。消減誤差比例越大,表明兩變量之間的相關(guān)關(guān)系越強(qiáng)。定類或定序變量之間的相關(guān)計(jì)算公式大多建立在消減誤差比例的基礎(chǔ)之上。常用的相關(guān)統(tǒng)計(jì)量相關(guān)統(tǒng)計(jì)量Lambda適用于定類變量(或一個(gè)定類變量與一個(gè)定序變量)之間。其統(tǒng)計(jì)值介于0~1之間?;具壿嬍怯?jì)算以一個(gè)定類變量的值去預(yù)測(cè)另一個(gè)定類變量的值時(shí),如果以眾值作為預(yù)測(cè)的準(zhǔn)則,可以減少多少誤差。消減的誤差占全部誤差的比重越大,表示兩個(gè)變量的相關(guān)性越強(qiáng)。適用于不對(duì)稱相關(guān)測(cè)量,要求在兩個(gè)定類變量(或一個(gè)定類變量和一個(gè)定序變量)中能夠區(qū)分自變量與因變量。其統(tǒng)計(jì)值介于0~1之間。由于值計(jì)算中包括全部邊緣次數(shù)(即交互分類表中某個(gè)變量的某個(gè)取值的總次數(shù))和條件次數(shù)(即交互分類表中兩變量取值交叉項(xiàng)的次數(shù)),所以其敏感度高于Lambda相關(guān)測(cè)量法。相關(guān)統(tǒng)計(jì)量Gamma適用于測(cè)量?jī)蓚€(gè)具有對(duì)稱關(guān)系的定序變量之間的相關(guān)程度。其統(tǒng)計(jì)值介于-1~1之間,在表示相關(guān)程度的同時(shí)又指明相關(guān)的方向。其基本含義是:根據(jù)任何兩個(gè)個(gè)案在某一變量上的等級(jí)去預(yù)測(cè)他們?cè)诹硪蛔兞可系牡燃?jí)時(shí),可以消減多少誤差。

適用于測(cè)量?jī)蓚€(gè)具有對(duì)稱關(guān)系的定序變量之間的相關(guān)程度。在橫行與縱列數(shù)量相等的交互分類表中,系數(shù)的取值介于-1~1之間。與G系數(shù)不同的是,它在計(jì)算時(shí)既考慮了只在自變量X上同分(即兩個(gè)個(gè)案在自變量X上取值一樣,屬于同一等級(jí))的對(duì),也考慮了只在因變量Y上同分(即兩個(gè)個(gè)案在因變量Y上取值一樣,屬于同一等級(jí))的對(duì);而G系數(shù)在計(jì)算時(shí)則不考慮同分對(duì)。

適用于測(cè)量?jī)蓚€(gè)具有不對(duì)稱關(guān)系的定序變量之間的相關(guān)程度。其統(tǒng)計(jì)值介于-1~1之間。

dy屬于非對(duì)稱相關(guān)測(cè)量

適用于以定類(或定序)變量為自變量,以定距(或定比)變量為因變量的兩變量間相關(guān)關(guān)系的測(cè)量。相關(guān)比率以均值作為預(yù)測(cè)準(zhǔn)則,其基本含義是:在知道自變量X取值分布的情況下,預(yù)測(cè)因變量Y的取值時(shí)能夠消減的誤差占總誤差的比例。其統(tǒng)計(jì)值介于0~1之間

適用于測(cè)量?jī)蓚€(gè)具有對(duì)稱關(guān)系的定距(或定比)變量之間的相關(guān)程度。其統(tǒng)計(jì)值介于-1~1之間,既表示相關(guān)的方向,又表示相關(guān)的程度。它是從兩個(gè)變量共變的角度來分析相關(guān)關(guān)系的,其基本含義是:兩個(gè)變量以其平均數(shù)為基準(zhǔn)的平均共變程度與其標(biāo)準(zhǔn)差之比。本身不具有消減誤差比例的意義,但其平方(被稱為決定系數(shù))具有消減誤差比例的意義。

假設(shè)檢驗(yàn)假設(shè)檢驗(yàn)是指先對(duì)總體的某一參數(shù)作出某種假設(shè)(即虛無假設(shè)或原假設(shè)),再根據(jù)樣本觀察的數(shù)據(jù)去檢驗(yàn)原假設(shè)是否正確,以決定是接受還是拒絕原假設(shè)。如果檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量大于等于臨界值(或檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量的相伴概率小于等于給定的顯著水平),則拒絕原假設(shè)。其理論依據(jù)是概率論中的小概率原理,該原理認(rèn)為小概率事件在一次觀察中是不可能出現(xiàn)的??傮w均值和總體百分比的假設(shè)檢驗(yàn)一般步驟(以Z檢驗(yàn)法為例):假設(shè)檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量的計(jì)算公式適用于大樣本(n≥30)下的總體均值假設(shè)檢驗(yàn)適用于總體百分比假設(shè)檢驗(yàn)適用于小樣本(n<30)下的總體均值假設(shè)檢驗(yàn)舉例:總體均值和總體百分比的假設(shè)檢驗(yàn)

例一:2009年某校學(xué)生的月均生活費(fèi)支出為400元,2010年在該校抽取了100名學(xué)生進(jìn)行調(diào)查,得到這100名學(xué)生的月均生活費(fèi)支出為450元,標(biāo)準(zhǔn)差為60元。請(qǐng)問在0.05的顯著水平上,該校學(xué)生2010年的月均生活費(fèi)支出與2009年的有沒有變化?

例二:某市市民2009年參加過慈善捐款的比例為65%,2010年該市社情民意調(diào)查中心電話訪問了2000個(gè)市民,發(fā)現(xiàn)其中70%在2010年參加過慈善捐款。請(qǐng)問:在0.05的顯著水平上,2010年該市有慈善捐款行為的市民的比例是否比2009年所有提高?三、注意事項(xiàng)

1.判斷是接受還是拒絕原假設(shè)時(shí),利用Z、t等統(tǒng)計(jì)量與其臨界值進(jìn)行對(duì)比,與利用其相伴概率和研究者所要求的顯著性水平進(jìn)行對(duì)比,二者是等價(jià)的。

2.SPSS已將一些常用值設(shè)定為了默認(rèn)值,如果研究者沒有特殊要求,可以直接使用系統(tǒng)默認(rèn)值。練習(xí)1、某單位職工上月平均獎(jiǎng)金為210元,本月調(diào)查了100名職工,平均獎(jiǎng)金為220元,標(biāo)準(zhǔn)差為15元,問該單位職工平均獎(jiǎng)金與上月相比是否有變化.2、一所大學(xué)全體學(xué)生中抽煙者的比例為35%,經(jīng)過學(xué)習(xí)和戒煙宣傳后,隨機(jī)抽取100名大學(xué)生進(jìn)行調(diào)查,結(jié)果發(fā)現(xiàn)抽煙者為25明,問戒煙宣傳是否受到了成效1、(解)首先建立虛無假設(shè)(用H0表示)和研究假設(shè)(用H1表示),即有:H0:μ=210H1:μ≠210

選擇顯著性水平α=0.05,由Z檢驗(yàn)表查得

Z(0.05/2)=1.96代入公式得到

Z=6.67

由于Z=6.67>Z(0.05/2)=1.96

所以.拒絕虛無假設(shè),接受研究假設(shè),即從總體上說,該單位職工月平均獎(jiǎng)金與上月相比有變化.解1.建立假設(shè):H0:P0=0.35H1:P0<0.35

2.選擇顯著性水平

α=0.05,由Z檢驗(yàn)表查得Z0.05=1.65

3.根據(jù)公式計(jì)算統(tǒng)計(jì)量

0.25—0.35

=

0.35×(1-0.35)=-2.1100

4.將統(tǒng)計(jì)值與臨界值進(jìn)行比較做出判斷由于│Z│=2.1>Z0.05=1.65

所以,拒絕虛無假設(shè),接受研究假設(shè),即從總體上說,戒煙宣傳受到了成效,戒煙者的比例明顯下降.

交互分類表與列聯(lián)表交互分類就是將調(diào)查所得的一組數(shù)據(jù)按照兩個(gè)不同的變量進(jìn)行綜合分類。通常以交互分類表(列聯(lián)表)的形式出現(xiàn),如表1:交互分析的作用如表3,我們只能得出贊成和反對(duì)的人大致相等的結(jié)論實(shí)際從不同性別來看,男性和女性之間存在很大的差異思考:兩個(gè)表格所顯示信息的差異交互分析的作用較為深入的描述樣本資料的分布狀況和內(nèi)在結(jié)構(gòu)。對(duì)變量之間的關(guān)系進(jìn)行分析和解釋交互分類表的形式要求每個(gè)表的頂端要有表號(hào)和標(biāo)題線條規(guī)范、簡(jiǎn)潔,最好不用豎線百分比符號(hào)的處理:一種在表頂端的右角;另一種在表中每一列數(shù)字的上方表的下端用括號(hào)標(biāo)出每一列的頻數(shù)兩個(gè)變量的安排:通常是將自變量、或被看作自變量或用來做解釋的變量放在上面(列),將因變量、或被看作因變量、或被解釋的那個(gè)變量放在表的左側(cè)(行)。變量取值不宜太多。如4個(gè)自變量,5個(gè)因變量就是20個(gè)百分比少數(shù)點(diǎn)的位數(shù)要一致。如67.3和50.0必須要進(jìn)行假設(shè)檢驗(yàn)(多選變量的分析可以沒有)(1)建立假設(shè)(2)求抽樣分布(4)計(jì)算檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量(3)選擇顯著性水平和否定域(5)判定所所包有

含統(tǒng)的計(jì)步檢驟驗(yàn)

概率分布不是一種研究者從資料中看到的分布,我們討論它,不是出于對(duì)數(shù)學(xué)的愛好,而是因?yàn)榻y(tǒng)計(jì)推論的有關(guān)工作需要它?,F(xiàn)在,我們要進(jìn)入系統(tǒng)討論統(tǒng)計(jì)假設(shè)檢驗(yàn)的實(shí)際步驟的階段。所有的統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)都包含某些特定的步驟,這里先列示如下:

1.建立假設(shè)

統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)是將抽樣結(jié)果和抽樣分布相對(duì)照而作出判斷的工作。取得抽樣結(jié)果,依據(jù)描述性統(tǒng)計(jì)的方法就足夠了。抽樣分布則不然,它無法從資料中得到,非利用概率論不可。而不對(duì)待概括的總體和使用的抽樣程序做某種必要的假設(shè),這項(xiàng)工作將無法進(jìn)行。比如通過擲硬幣的實(shí)驗(yàn)得到二項(xiàng)分布,必須假設(shè):①樣本是隨機(jī)的,試驗(yàn)中各次拋擲相互獨(dú)立;②硬幣是無偏的(或稱是誠(chéng)實(shí)的),即p=q=0.5。概括地說,必須首先就研究總體和抽樣方案都做出假設(shè),再加上概率論,我們就可以對(duì)各種可能結(jié)果做具體的概率陳述了。

2.求抽樣分布在做了必要的假設(shè)之后,我們就能用數(shù)學(xué)推理過程來求抽樣分布了。比如在這一章開頭,在硬幣重復(fù)拋擲n次的理想實(shí)驗(yàn)中,我們計(jì)算了成功次數(shù)為x的宏觀結(jié)果所具有的概率,得到二項(xiàng)分布。如果前提假設(shè)變動(dòng)了,還可以求出其他形式的概率分布,如正態(tài)分布、泊松分布、卡方分布等等,它們都有特定的方程式。由于數(shù)學(xué)上已經(jīng)取得的成果,實(shí)際上統(tǒng)計(jì)工作者要做的這項(xiàng)工作往往并不是真的去求抽樣分布的數(shù)學(xué)形式,而是根據(jù)具體需要,確定特定問題的統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)應(yīng)該采用哪種分布的現(xiàn)成的數(shù)學(xué)用表。

3.選擇顯著性水平和否定域

在統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)中,那些不大可能的結(jié)果稱為否定域。如果這類結(jié)果真的發(fā)生了,我們將否定假設(shè);反之就不否定假設(shè)。

在統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)中,通常把被檢驗(yàn)的那個(gè)假設(shè)稱為零假設(shè)(用符號(hào)H0表示),并用它和其他備擇假設(shè)(用符號(hào)H1表示)相對(duì)比。零假設(shè)與備擇假設(shè)否定域

在統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)中,無論是拒絕或者接受原假設(shè),都不可能做到百分之百的正確,都有一定的錯(cuò)誤。第一類錯(cuò)誤是,零假設(shè)H0實(shí)際上是正確的,卻被否定了。第二類錯(cuò)誤則是,H0實(shí)際上是錯(cuò)的,卻沒有被否定。遺憾的是,不管我們?nèi)绾芜x擇否定域,都不可能完全避免第一類錯(cuò)誤和第二類錯(cuò)誤,也不可能同時(shí)把犯兩類錯(cuò)誤的危險(xiǎn)壓縮到最小。對(duì)任何一個(gè)給定的檢驗(yàn)而言,第一類錯(cuò)誤的危險(xiǎn)越小,第二類錯(cuò)誤的概率就越大;反之亦然。一般來講,不可能具體估計(jì)出第二類錯(cuò)誤的概率值。第一類錯(cuò)誤則不然,犯第一類錯(cuò)誤的概率是否定域內(nèi)各種結(jié)果的概率之和。兩類錯(cuò)誤及其關(guān)系

被我們事先選定的可以犯第一類錯(cuò)誤的概率,叫做檢驗(yàn)的顯著性水平(用α表示),它決定了否定域的大小。因此,有人也把第一類錯(cuò)誤稱之α錯(cuò)誤。相應(yīng)地第二類錯(cuò)誤被人稱為

錯(cuò)誤。在原假設(shè)成立的條件下,統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)中所規(guī)定的小概率標(biāo)準(zhǔn)一般取為α=0.05或α=0.01。由α所決定的否定域與接受域之間的分界值被稱為臨界值,如Zα。如果抽樣分布是連續(xù)的,否定域可以建立在想要建立的任何水平上,否定域的大小可以和顯著性水平的要求一致起來(后面的正態(tài)檢驗(yàn)就如此)。如果抽樣分布是非連續(xù)的,就要用累計(jì)概率的方法找出一組構(gòu)成否定域的結(jié)果。顯著性水平α

根據(jù)否定域位置的不同,可以將假設(shè)檢驗(yàn)分為雙側(cè)檢驗(yàn)和單側(cè)檢驗(yàn)。

在統(tǒng)計(jì)中,必須把否定域分配到抽樣分布的兩端的檢驗(yàn),被稱為雙側(cè)檢驗(yàn)。

在統(tǒng)計(jì)中,可以事先能預(yù)測(cè)偏差方向,因而可以把否定域集中到抽樣分布更合適的一端的檢驗(yàn),被稱為單側(cè)檢驗(yàn)。雙側(cè)檢驗(yàn)和單側(cè)檢驗(yàn)4.計(jì)算檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量

在完成了上述工作之后,接下來就是做一次與理想試驗(yàn)盡量相同的實(shí)際抽樣(比如實(shí)際做一次重復(fù)拋擲硬幣的試驗(yàn)),并從獲取的樣本資料算出檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量。檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量是關(guān)于樣本的一個(gè)綜合指標(biāo),但與我們后面參數(shù)估計(jì)中將要討論的統(tǒng)計(jì)量有所不同,它不用作估測(cè),而只用作檢驗(yàn)。5.判定

假設(shè)檢驗(yàn)系指拒絕或保留零假設(shè)的判斷,又稱顯著性檢定。在選擇否定域并計(jì)算檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量之后,我們完成最后一道手續(xù),即根據(jù)試驗(yàn)或樣本結(jié)果決定假設(shè)的取與舍。如果結(jié)果落在否定域內(nèi),我們將在已知犯第一類錯(cuò)誤概率的條件下,否定零假設(shè)。反之,如果結(jié)果落在否定域外,則不否定零假設(shè),與此同時(shí),我們就有了犯第二類錯(cuò)誤的危險(xiǎn)。

相關(guān)關(guān)系(correlation)兩變量間的相關(guān)關(guān)系指的是一個(gè)變量的值與另一個(gè)變量有連帶關(guān)系。也就是,當(dāng)一個(gè)變量發(fā)生變化時(shí)(或取值不同時(shí)),另一個(gè)變量也隨之發(fā)生變化。如:文化程度收入期望女性的文化程度生育期望相關(guān)的性質(zhì)(1)相關(guān)關(guān)系的強(qiáng)度相關(guān)程度,指的是相關(guān)關(guān)系的強(qiáng)弱或大小。相關(guān)關(guān)系的強(qiáng)弱或大小可以用統(tǒng)計(jì)法進(jìn)行測(cè)量。變量間相關(guān)關(guān)系的統(tǒng)計(jì)結(jié)果稱為相關(guān)系數(shù)。相關(guān)關(guān)系的程度介于[-1,1]之間,數(shù)值絕對(duì)值越大,表示相關(guān)的程度越強(qiáng).正\負(fù)號(hào)表示的是相關(guān)關(guān)系的方向.0代表無相關(guān),1代表全相關(guān).見圖9-1來說明.注意:社會(huì)調(diào)查中各相關(guān)系數(shù)的值不可能達(dá)到1相關(guān)系數(shù)只表示各變量間相關(guān)程度的指標(biāo),沒有數(shù)量的關(guān)系。如0.5和0.25,并不表示0.5比0.25的相關(guān)大0.25,或者是0.25相關(guān)的兩倍

圖9-1X與Y的相關(guān)關(guān)系X和Y分別代表兩個(gè)變量,各有二個(gè)取值(1,2),表中的a、b、c、d分別表示不同情況下個(gè)案的數(shù)目如果a=d=0或b=c=0,則表示X和Y全相關(guān);如果a×d=b×c,即,則表示X和Y無關(guān);如果a×d>b×c或a×d<b×c,則表示X和Y有相關(guān)關(guān)系。例1:a=d=0或b=c=0,兩個(gè)變量全相關(guān)例2:a×d=b×c,對(duì)角線相等,則表示無相關(guān)例3:如果a×d>b×c或a×d<b×c,則表示X和Y有相關(guān)關(guān)系。(2)相關(guān)關(guān)系的方向(+、-)正相關(guān)關(guān)系和負(fù)相關(guān)關(guān)系正相關(guān)關(guān)系:一個(gè)變量的取值增加時(shí),另一個(gè)變量的取值也增加,反之亦然;人們的文化程度越高,他們的收入水平也越高;文化程度較低的人,他們的收入水平也普遍較低。反之,那些收入水平較低的人,他們的文化程度一般來說也較低。

負(fù)相關(guān)關(guān)系:一個(gè)變量的取值增加時(shí),另一個(gè)變量的取值減少;而一個(gè)變量的值減少時(shí),另一個(gè)變量值的增加。在調(diào)查中發(fā)現(xiàn),文化程度越高的被調(diào)查者,在回答問卷時(shí),花費(fèi)的時(shí)間越少,而文化程度較低的被調(diào)查者,填答問卷時(shí)花費(fèi)的時(shí)間較長(zhǎng)。在此,我們可以說文化程度和問卷填答時(shí)間之間存在著負(fù)相關(guān)關(guān)系。

注意:方向的分析只適用于定序以上層次的變量(3)相關(guān)關(guān)系的對(duì)稱性與非對(duì)稱性相關(guān)的兩個(gè)變量,不一定有因果關(guān)系,可能是共同變化。不對(duì)稱關(guān)系:自變量X影響因變量Y,但是因變量Y不會(huì)影響X---因果關(guān)系,如施肥量和小麥產(chǎn)量之間的關(guān)系對(duì)稱關(guān)系:不能確定或區(qū)分兩個(gè)變量的方向。如交往的多少與他們的互愛程度(4)相關(guān)的類型相關(guān)關(guān)系是一種數(shù)量關(guān)系上不很嚴(yán)格的相互依存關(guān)系如果這種關(guān)系近似地表現(xiàn)為一條直線,就稱為直線相關(guān),又稱線性相關(guān);如果這個(gè)關(guān)系近似地表現(xiàn)為一條曲線,則稱為曲線相關(guān),又稱非線性相關(guān)。雖然在自然界和社會(huì)生活中,曲線相關(guān)現(xiàn)象遠(yuǎn)比直線相關(guān)更多,但由于數(shù)學(xué)手段上的局限性,社會(huì)統(tǒng)計(jì)研究中多以闡述線性(直線)相關(guān)為主。

相關(guān)關(guān)系的檢驗(yàn)

等相關(guān)統(tǒng)計(jì)量是根據(jù)樣本資料計(jì)算出來的,由于抽樣誤差的存在,所以即使樣本中兩個(gè)變量呈現(xiàn)出相關(guān)關(guān)系,在總體中,這兩個(gè)變量也未必就一定存在相關(guān)關(guān)系。因此,需要對(duì)樣本統(tǒng)計(jì)值所顯示的相關(guān)關(guān)系進(jìn)行檢驗(yàn),以確定在總體中兩個(gè)變量是否也存在相關(guān)關(guān)系。

(一)相關(guān)關(guān)系檢驗(yàn)的基本步驟(二)常用相關(guān)關(guān)系檢驗(yàn)方法案例

[例3]

某校高中畢業(yè)班中理科97名學(xué)生畢業(yè)考試各科總成績(jī)與瑞文推理測(cè)驗(yàn)分?jǐn)?shù)的相關(guān)系數(shù).84,文科50名學(xué)生各科總成績(jī)與瑞文推理測(cè)驗(yàn)分?jǐn)?shù)相關(guān)系數(shù)為.75,能否認(rèn)為理科的這一相關(guān)系數(shù)大于文科。解:n1=97,r1

=.84

得Zr1=1.22n2=50,r2=.75

得Zr2=.793單側(cè)檢驗(yàn),Z.05=1.6451.39<1.645,即p>.05因此r1并不顯著地大于r2,不能認(rèn)為理科畢業(yè)成績(jī)與瑞文測(cè)驗(yàn)的相關(guān)系數(shù)明顯大于文科。案例

隨機(jī)抽取123名兒童進(jìn)行某一項(xiàng)能力測(cè)驗(yàn),同時(shí)算出能力測(cè)驗(yàn)結(jié)果與效標(biāo)的相關(guān)系數(shù)是.54,研究者嫌該測(cè)驗(yàn)對(duì)于這組兒童來說效度不理想,在此測(cè)驗(yàn)的基礎(chǔ)上又編制了一個(gè)新測(cè)驗(yàn)來測(cè)量該項(xiàng)能力(對(duì)同一組被試),結(jié)果新測(cè)驗(yàn)與同一效標(biāo)分?jǐn)?shù)的相關(guān)為.62,而且新舊測(cè)驗(yàn)的相關(guān)系數(shù)是.68,試問新測(cè)驗(yàn)的效度是否有顯著的提高。

解:n

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