統(tǒng)計學的起源課件

1、第一章 概 論,1,學習交流PPT,第一節(jié) 什么是統(tǒng)計學？,一、概念,統(tǒng)計學（Statistics）是把數(shù)學的語言引入具體的科學領域，把具體科學領域中要待研究的問題抽象為數(shù)學問題的過程，它是收集、分析、列示和解釋數(shù)據(jù)的一門藝術和科學。,2,學習交流PPT,二、發(fā)展概況,原 始 社 會,奴 隸 社 會,封 建 社 會,資 本 主 義 社 會,迅速發(fā)展,生物統(tǒng)計學,3,學習交流PPT,形成不同學派：,1、政治算術學派 起源于17世紀60年代的英國 代表人物：威廉.配第（William Petty，16231687） 約翰.格朗托（John Graunt，16201674） 代表作：政治算術 但未采

2、用“統(tǒng)計學”這個詞,4,學習交流PPT,2、國勢學派，又叫記述學派 創(chuàng)建于17世紀的德國 代表人物：海爾曼.康令（Herman Conring，16061681） 阿痕瓦爾（Gottfried Achenwall，17911772） 代表作：近代歐洲各國國勢論首次采用“stastistik” 德國經(jīng)濟學家和統(tǒng)計學家克尼斯（K . G . A Knies，18211898）在1850年發(fā)表的論文獨立科學的統(tǒng)計學中主張把“國家論”作為“國勢學”的科學命名，“統(tǒng)計學”作為“政治算術”的科學命名。,5,學習交流PPT,3、數(shù)理統(tǒng)計學派 產(chǎn)生于19世紀中葉 代表人物：阿道夫.凱特勒（L.A.J Quet

3、elet，17961874） 高爾登（F.Galtonl，18221911） 皮爾遜（K.Pearson，18571936 ） 逐漸形成一門獨立的應用數(shù)學。 1867年韋特斯坦（T.Wittstein）把既是數(shù)學，又是統(tǒng)計學的新生科學命名為數(shù)理統(tǒng)計學。,6,學習交流PPT,4、社會統(tǒng)計學派 以德國為中心，創(chuàng)建于19世紀后期 代表人物：恩格爾（C.I.E. Engel，18211896） 梅爾（ C.G.V. Mager ，18411925） 認為統(tǒng)計學研究的對象是社會科學，而數(shù)理統(tǒng)計學是一門應用數(shù)學。 19世紀中葉誕生了馬克思主義的統(tǒng)計理論，后來，列寧對其進行了豐富和發(fā)展。,7,學習交流PPT

4、,三、統(tǒng)計學發(fā)展史中的重大事件與重要代表人物,J.Bernoulli（貝努里，瑞士，16541705） 系統(tǒng)論證了“大數(shù)定律”，即樣本容量越大，樣本統(tǒng)計數(shù)與總體參數(shù)之差越小。,P.S. Laplace（拉普拉斯，法國，17491827） 最早系統(tǒng)的把概率論方法運用到統(tǒng)計學研究中去，建立了嚴密的概率數(shù)學理論，并應用到人口統(tǒng)計、天文學等方面的研究上。,8,學習交流PPT,Gauss（高斯，德國，17771855） 正態(tài)分布理論最早由De Moiver于1733年發(fā)現(xiàn)，后來Gauss在進行天文觀察和研究土地測量誤差理論時又一次獨立發(fā)現(xiàn)了正態(tài)分布（又稱常態(tài)分布）的理論方程，提出“誤差分布曲線”，后人為

5、了紀念他，將正態(tài)分布也稱為Gauss分布。,9,學習交流PPT,F. Galton（高爾登，英國，18221911） 19世紀末統(tǒng)計學開始用于生物學的研究。1882年Galton開設“人體測量實驗室”，測量9337人的資料，探索能把大量數(shù)據(jù)加以描述與比較的方法和途徑，引入了中位數(shù)、百分位數(shù)、四分位數(shù)、四分位差以及分布、相關、回歸等重要的統(tǒng)計學概念與方法。1889年發(fā)表第一篇生物統(tǒng)計論文自然界的遺傳。1901年Galton和他的學生Pearson創(chuàng)辦了“Biometrika（生物統(tǒng)計學報）”雜志，首次明確“Biometry（生物統(tǒng)計）”一詞。所以后人推崇Galton為生物統(tǒng)計學的創(chuàng)始人。,10,

6、學習交流PPT,K. Pearson（卡.皮爾遜，英國，18571936） Pearson的一生是統(tǒng)計研究的一生。他首創(chuàng)頻數(shù)分布表與頻數(shù)分布圖，如今已成為最基本的統(tǒng)計方法之一；觀察到許多生物的度量并不呈現(xiàn)正態(tài)分布，利用相對斜率得到矩形分布、J型分布、U型分布或鈴型分布等；1900年獨立發(fā)現(xiàn)了X2分布，提出了有名的卡方檢驗法，后經(jīng)Fisher補充，成為小樣本推斷統(tǒng)計的早期方法之一； Pearson對“回歸與相關”進一步作了發(fā)展，在18971905年，Pearson還提出復相關、總相關、相關比等概念，不僅發(fā)展了Galton的相關理論，還為之建立了數(shù)學基礎。,11,學習交流PPT,W.S.Gosse

7、t（歌賽特，英國，17771855） 在生產(chǎn)實踐中對樣本標準差進行了大量研究。于1908年以“Student（學生）”為筆名在該年的Biometrika上發(fā)表了論文平均數(shù)的概率誤差，創(chuàng)立了小樣本檢驗代替大樣本檢驗的理論，即t分布和t檢驗法，也稱為學生式分布。t檢驗已成為當代生物統(tǒng)計工作的基本工具之一，為多元分析理論的形成和應用奠定了基礎，為此，許多統(tǒng)計學家把1908年看作是統(tǒng)計推斷理論發(fā)展史上的里程碑。,12,學習交流PPT,R.A.Fisher（費歇爾，英國，18901962） Fisher一生論著頗多，共寫了329篇。他跨進統(tǒng)計學界是從研究概率分布開始的，1915年在Biometrika上

8、發(fā)表論文無限總體樣本相關系數(shù)值的頻率分布，被稱為現(xiàn)代推斷統(tǒng)計學的第一篇論文。1923年發(fā)展了顯著性檢驗及估計理論，提出了F分布和F檢驗，1918年在孟德爾遺傳試驗設計間的相對關系一文中首創(chuàng)“方差”和“方差分析”兩個概念，1925年提出隨機區(qū)組和正交拉丁方試驗設計，并在盧桑姆斯坦德農(nóng)業(yè)試驗站得到檢驗與應用，他還在試驗設計中提出“隨機化”原則，1938年和Yates合編了Fisher Yates隨機數(shù)字表。,13,學習交流PPT,另外， Neyman（18941981）和S.Pearson進行了統(tǒng)計理論研究，分別與1936和1938年提出一種統(tǒng)計假說檢驗學說。P.C.Mabeilinrobis對作

9、物抽樣調(diào)查、A.Waecl對序貫抽樣、Finney對毒理統(tǒng)計、K.Mather對生統(tǒng)遺傳學、F.Yates對田間試驗設計等都作出了杰出貢獻。,14,學習交流PPT,四、統(tǒng)計學在中國的傳播,我國在解放前，社會經(jīng)濟發(fā)展緩慢，統(tǒng)計的應用和發(fā)展受到了很大的限制。1913年，顧澄教授（1882？）翻譯了英國統(tǒng)計學家尤爾的著作統(tǒng)計學之理論（1911），即為英美數(shù)理統(tǒng)計學傳入中國之始。之后又有一些英美統(tǒng)計著作被翻譯成中文，F(xiàn)isher的理論和方法也很快傳入中國。 在20世紀30年代，生物統(tǒng)計與田間試驗就作為農(nóng)學系的必修課，1935年王綬（18761972）編著出版的實用生物統(tǒng)計法是我國出版最早的生物統(tǒng)計專著

10、之一。隨后1942年范福仁出版了田間試驗技術等，這些對推動我國農(nóng)業(yè)生物統(tǒng)計和田間試驗方法的應用都產(chǎn)生了很大影響。,15,學習交流PPT,新中國成立后，許多學者翻譯、編著了統(tǒng)計學論著，有力的推動了數(shù)理統(tǒng)計方法在中國的普及和應用。1978年12月國家統(tǒng)計局在四川峨眉召開了統(tǒng)計教學、科研規(guī)劃座談會，全面引進了前蘇聯(lián)的社會經(jīng)濟統(tǒng)計理論和統(tǒng)計制度，對我國社會經(jīng)濟統(tǒng)計學的發(fā)展起到了一定的積極作用。這以后有關統(tǒng)計學的教材與論著如雨后春筍般涌現(xiàn)，統(tǒng)計工作和統(tǒng)計科研迅速發(fā)展。1984年1月1日頒布實施中華人民共和國統(tǒng)計法，1987年2月國家統(tǒng)計局又發(fā)布中華人民共和國統(tǒng)計法實施細則，1996年5月八屆人大十九次會

11、議通過了關于修改的決定。 隨著計算機的迅速普及，統(tǒng)計電算程序SAS(Statistical Analysis System)、SPSS(Statistical Package for Social Science) 、 Excel等的引進，統(tǒng)計學在中國的應用與研究出現(xiàn)了嶄新的局面。,16,學習交流PPT,第二節(jié) 生物統(tǒng)計學的概念及主要內(nèi)容,17,學習交流PPT,一、概念,生物統(tǒng)計學（Biostatistics）是數(shù)理統(tǒng)計在生物學研究中的應用，它是應用數(shù)理統(tǒng)計的原理，運用統(tǒng)計方法來認識、分析、推斷和解釋生命過程中的各種現(xiàn)象和試驗調(diào)查資料的科學。屬于生物數(shù)學的范疇。,18,學習交流PPT,二、主要

12、內(nèi)容,生 的 物 基 統(tǒng) 本 計 內(nèi) 學 容,試 驗 設 計,統(tǒng) 計 分 析,基本原則 方案制定 常用試驗設計方法,資料的搜集和整理 數(shù)據(jù)特征數(shù)的計算 統(tǒng)計推斷 方差分析 回歸和相關分析 協(xié)方差分析 主成分分析 聚類分析,對比設計 隨機區(qū)組設計 裂區(qū)設計 拉丁方設計 正交設計,19,學習交流PPT,生物統(tǒng)計學的基本作用：,提供整理和描述數(shù)據(jù)資料的科學方法，確定某些性狀和特征的數(shù)量特征。,運用顯著檢驗，判斷試驗結果的可靠性或可行性。,提供由樣本推斷總體的方法。,提供試驗設計的的一些重要原則。,20,學習交流PPT,第三節(jié) 常用統(tǒng)計學術語,一、總體與樣本,具有相同性質(zhì)或?qū)傩缘膫€體所組成的集合稱為總

13、體 (population)，它是指研究對象的全體； 組成總體的基本單元稱為個體(individual)； 從總體中抽出若干個體所構成的集合稱為樣本(sample)； 總體又分為有限總體和無限總體： 含有有限個個體的總體稱為有限總體（finitude popuoation）； 包含有極多或無限多個體的總體稱為無限總體（infinitude popuoation）.,21,學習交流PPT,構成樣本的每個個體稱為樣本單位；樣本中所包含的個體數(shù)目叫樣本容量或樣本大小(sample size)，樣本容量常記為n。 一般在生物學研究中，通常把n30的樣本叫小樣本，n 30的樣本叫大樣本。對于小樣本和大樣

14、本，在一些統(tǒng)計數(shù)的計算和分析檢驗上是不一樣的。 研究的目的是要了解總體，然而能觀測到的卻是樣本，通過樣本來推斷總體是統(tǒng)計分析的基本特點。,22,學習交流PPT,二、變量與常量,變量，或變數(shù)，指相同性質(zhì)的事物間表現(xiàn)差異性或差異特征的數(shù)據(jù)。 常數(shù)，表示能代表事物特征和性質(zhì)的數(shù)值，通常由變量計算而來，在一定過程中是不變的。,23,學習交流PPT,變 量,定性變量,定量變量,連續(xù)變量,非連續(xù)變量,只有整數(shù)出現(xiàn),可以有任何小數(shù)出現(xiàn),24,學習交流PPT,為了表示總體和樣本的數(shù)量特征，需要計算出幾個特征數(shù)，包括平均數(shù)和變異數(shù)（極差、方差、標準差等）。 描述總體特征的數(shù)量稱為參數(shù)(parameter)，也稱

15、參量。常用希臘字母表示參數(shù)，例如用表示總體平均數(shù)，用表示總體標準差； 描述樣本特征的數(shù)量稱為統(tǒng)計數(shù)(staistic)，也稱統(tǒng)計量。常用拉丁字母表示統(tǒng)計數(shù)，例如用 表 示樣本平均數(shù)，用S表示樣本標準差。,三、參數(shù)與統(tǒng)計數(shù),25,學習交流PPT,四、效應與互作,通過施加試驗處理，引起試驗差異的作用稱為效應。效應是一個相對量，而非絕對量，表現(xiàn)為施加處理前后的差異。效應有正效應與負效應之分。,互作，又叫連應，是指兩個或兩個以上處理因素間相互作用產(chǎn)生的效應。互作也有正效應（協(xié)同作用）與負效應（拮抗作用）之分。,26,學習交流PPT,五、機誤與錯誤,變異,效應,誤差,隨機誤差機誤（Random erro

16、r）,系統(tǒng)誤差錯誤（Systematic error）,27,學習交流PPT,隨機誤差，也叫 抽樣誤差(sampling error) 。這是由于試驗中無法控制的內(nèi)在和外在的偶然因素所造成。如試驗動物的初始條件、飼養(yǎng)條件、管理措施等盡管在試驗中力求一致，但也不可能達到絕對一致，所以隨機誤差帶有偶然性質(zhì)，在試驗中，即使十分小心也是不可避免的。如果通過良好的試驗設計、正確的試驗操作，增加抽樣或試驗次數(shù)，隨機誤差可能減小，但不可能完全消滅。統(tǒng)計上的試驗誤差一般都指隨機誤差。隨機誤差越小，試驗精確性越高。,28,學習交流PPT,系統(tǒng)誤差，也叫片面誤差 (lopsided error)。 這是由于試驗條件控制不一致、測量儀器不準、試劑配制不當、試驗人員粗心大意使稱量、觀測、記載、抄錄、計算中出現(xiàn)錯誤等人為因素而引起的。系統(tǒng)誤差影響試驗的準確性。只要以認真負責的態(tài)度和細心的工作作風是完