劉超-簡(jiǎn)明應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)-第2版 第1章-統(tǒng)計(jì)學(xué)緒論

簡(jiǎn)明應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)

（第2版）

第1章統(tǒng)計(jì)學(xué)緒論1.1

引言1.2什么是統(tǒng)計(jì)學(xué)1.3為什么要學(xué)習(xí)統(tǒng)計(jì)學(xué)1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)的類(lèi)型1.5變量的類(lèi)型1.6測(cè)量的水平1.7數(shù)據(jù)的收集1.8統(tǒng)計(jì)軟件學(xué)習(xí)目標(biāo)1.理解我們?yōu)槭裁匆獙W(xué)習(xí)統(tǒng)計(jì)學(xué)。2.什么是描述統(tǒng)計(jì)學(xué)和推斷統(tǒng)計(jì)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(lèi)、定序、定距和定比測(cè)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(jì)軟件。根據(jù)最新的研究結(jié)果，消費(fèi)者的行為對(duì)自然資源到底有怎樣的影響呢？你應(yīng)該買(mǎi)使用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的汽車(chē)，還是購(gòu)買(mǎi)電動(dòng)車(chē)，或者干脆騎自行車(chē)呢？報(bào)紙、雜志或網(wǎng)絡(luò)中的統(tǒng)計(jì)結(jié)果對(duì)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(fèi)觀。1.1引言在金融危機(jī)發(fā)生后，各國(guó)政府對(duì)于國(guó)家經(jīng)濟(jì)的現(xiàn)狀和對(duì)未來(lái)經(jīng)濟(jì)走勢(shì)的預(yù)測(cè)十分關(guān)注，每個(gè)月都要編制CPI等各類(lèi)指數(shù)以評(píng)價(jià)通貨膨脹情況。有關(guān)商品銷(xiāo)售額、新開(kāi)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(cè)基礎(chǔ)的成百上千類(lèi)信息的一小部分。我們?cè)撊绾谓庾x這些數(shù)據(jù)呢？知道一些統(tǒng)計(jì)知識(shí)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(chǎng)部的新任經(jīng)理，一次廣告活動(dòng)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果擺到了你面前，聲稱(chēng)某個(gè)結(jié)果是“統(tǒng)計(jì)顯著”的。你如何解釋這份報(bào)告而又不暴露你對(duì)該術(shù)語(yǔ)的無(wú)知呢？趕快學(xué)點(diǎn)統(tǒng)計(jì)，這對(duì)你和你的事業(yè)都非常有用。1.1引言統(tǒng)計(jì)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(shū))統(tǒng)計(jì)是一門(mén)收集、分析、解釋和提供數(shù)據(jù)的科學(xué)(韋伯斯特國(guó)際辭典第3版)統(tǒng)計(jì)指的是一組方法，用來(lái)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、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(jí)統(tǒng)計(jì)學(xué)》)

統(tǒng)計(jì)學(xué)是數(shù)據(jù)的科學(xué)和藝術(shù)1.2

什么是統(tǒng)計(jì)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(jì)方法分析數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)解釋?zhuān)航Y(jié)果的說(shuō)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(jì)學(xué)?

(statistics)2009年8月6日《紐約時(shí)報(bào)》發(fā)表大幅文章《當(dāng)今大學(xué)畢業(yè)生的唯一關(guān)鍵詞是：統(tǒng)計(jì)學(xué)》(ForToday‘sGraduate,JustOneWord:Statistics).文章舉例說(shuō)明統(tǒng)計(jì)對(duì)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(gè)專(zhuān)業(yè)》文章，認(rèn)為在美國(guó)“工程、生命科學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、環(huán)境研究和金融”是就業(yè)市場(chǎng)最受歡迎的專(zhuān)業(yè)。2010年6月3日第64屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)第90次會(huì)議通過(guò)決議，每年10月20日被聯(lián)合國(guó)確定為“世界統(tǒng)計(jì)日”。體現(xiàn)出全世界對(duì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)空前的關(guān)注和重視。2011年2月美國(guó)《科學(xué)》雜志以數(shù)據(jù)為主題出版專(zhuān)刊，學(xué)術(shù)界對(duì)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(jì)學(xué)統(tǒng)計(jì)在許多學(xué)科中得到廣泛的應(yīng)用。比如說(shuō)，學(xué)術(shù)研究雜志就依賴(lài)于統(tǒng)計(jì)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(jì)方法。除了學(xué)術(shù)領(lǐng)域，統(tǒng)計(jì)在其他領(lǐng)域也被人們廣泛使用。統(tǒng)計(jì)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(chǎng)開(kāi)發(fā)中；市場(chǎng)調(diào)查也需要統(tǒng)計(jì)。1.3

為什么要學(xué)習(xí)統(tǒng)計(jì)學(xué)統(tǒng)計(jì)的應(yīng)用領(lǐng)域經(jīng)濟(jì)學(xué)管理學(xué)醫(yī)學(xué)工程學(xué)社會(huì)學(xué)…

統(tǒng)計(jì)學(xué)統(tǒng)計(jì)的應(yīng)用領(lǐng)域actuarialwork(精算)agriculture(農(nóng)業(yè))animalscience(動(dòng)物學(xué))anthropology(人類(lèi)學(xué))archaeology(考古學(xué))auditing(審計(jì)學(xué))crystallography(晶體學(xué))demography(人口統(tǒng)計(jì)學(xué))dentistry(牙醫(yī)學(xué))ecology(生態(tài)學(xué))econometrics(經(jīng)濟(jì)計(jì)量學(xué))education(教育學(xué))electionforecastingandprojection(選舉預(yù)測(cè)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(lèi)遺傳學(xué))統(tǒng)計(jì)的應(yīng)用領(lǐng)域hydrology(水文學(xué))industry(工業(yè))linguistics(語(yǔ)言學(xué))literature(文學(xué))manpowerplanning(勞動(dòng)力計(jì)劃)managementscience(管理科學(xué))marketing(市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)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(huì)學(xué))surveysampling(調(diào)查抽樣)taxonomy(分類(lèi)學(xué))weathermodification(氣象改善)1.3

為什么要學(xué)習(xí)統(tǒng)計(jì)學(xué)

（1）數(shù)據(jù)無(wú)處不在。

（2）統(tǒng)計(jì)學(xué)技術(shù)對(duì)于我們做出影響日常生活的許多決

策都十分有用。

（3）無(wú)論你以后從事什么工作，你都會(huì)面臨與數(shù)據(jù)打

交道做出決策的問(wèn)題。對(duì)統(tǒng)計(jì)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(guò)程：抽樣（sampling）。比如，為了估計(jì)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(jì)以后，你就可以針對(duì)這個(gè)年齡層的顧客，制定相應(yīng)廣告信息。統(tǒng)計(jì)涉及兩個(gè)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(jì)、預(yù)測(cè)等）。統(tǒng)計(jì)的應(yīng)用可以被分為兩個(gè)部分：描述統(tǒng)計(jì)學(xué)和推斷統(tǒng)計(jì)學(xué)。1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)的類(lèi)型1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)的類(lèi)型統(tǒng)計(jì)方法描述統(tǒng)計(jì)推斷統(tǒng)計(jì)參數(shù)估計(jì)假設(shè)檢驗(yàn)描述統(tǒng)計(jì)

(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(jì)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(jì)

(inferentialstatistics)

研究如何利用樣本數(shù)據(jù)來(lái)推斷總體特征的統(tǒng)計(jì)方法內(nèi)容參數(shù)估計(jì)假設(shè)檢驗(yàn)?zāi)康膶?duì)總體特征作出推斷樣本總體1.5變量

(variable)變量是說(shuō)明現(xiàn)象某種特征的概念如商品銷(xiāo)售額、受教育程度、產(chǎn)品的質(zhì)量等級(jí)等變量的具體表現(xiàn)稱(chēng)為變量值，即數(shù)據(jù)變量的值(value)通常是對(duì)某一特定個(gè)體的度量，特定個(gè)體可能是指一個(gè)人，一個(gè)家庭，一個(gè)地區(qū)，或一個(gè)國(guó)家。從表中可知，性別變量是以人為個(gè)體的觀測(cè)，孩子的數(shù)目是以家庭為個(gè)體的觀測(cè)。變量變量的值個(gè)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(wú)工作人孩子數(shù)0，

1，

2，

3，…家庭貧困程度嚴(yán)重，一般，邊緣，沒(méi)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(chēng)為水平(level)或者類(lèi)(class)。比如，姓名、性別、行業(yè)、出生地、國(guó)籍/地區(qū)以及汽車(chē)類(lèi)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(jiàn)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(fù)整數(shù)）、足球射門(mén)次數(shù)等等。連續(xù)變量（continuousvariable）的觀測(cè)值可以遍取某一區(qū)間中的任何值。身高、體重、長(zhǎng)度等等都是連續(xù)變量的例子。變量的類(lèi)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(lèi))隨機(jī)變量和非隨機(jī)變量經(jīng)驗(yàn)變量(empiricalvariables)和理論變量(theoreticalvariables)經(jīng)驗(yàn)變量所描述的是我們周?chē)梢杂^察到的事物理論變量則是由統(tǒng)計(jì)學(xué)家用數(shù)學(xué)方法所構(gòu)造出來(lái)的一些變量，比如，z

統(tǒng)計(jì)量、t統(tǒng)計(jì)量、2統(tǒng)計(jì)量、F統(tǒng)計(jì)量等變量及其類(lèi)型數(shù)據(jù)還可以按照測(cè)量水平進(jìn)行分類(lèi)。數(shù)據(jù)的測(cè)量水平通常制約著在數(shù)據(jù)概括和顯示時(shí)可以選用的計(jì)算方法，它還決定著應(yīng)該使用何種統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)方法。1.6測(cè)量的水平通常，可以從下面幾個(gè)方面獲得數(shù)據(jù)：來(lái)自于公開(kāi)發(fā)表資料中的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)年鑒有關(guān)期刊有關(guān)網(wǎng)站實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)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(jì)數(shù)據(jù)的分類(lèi)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的分類(lèi)按計(jì)量層次分類(lèi)的數(shù)據(jù)順序的數(shù)據(jù)數(shù)值型數(shù)據(jù)按時(shí)間狀況截面的數(shù)據(jù)時(shí)序的數(shù)據(jù)按收集方法觀察的數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的分類(lèi)

(按計(jì)量尺度分)分類(lèi)數(shù)據(jù)(categoricaldata)

只能歸于某一類(lèi)別的非數(shù)字型數(shù)據(jù)對(duì)事物進(jìn)行分類(lèi)的結(jié)果，數(shù)據(jù)表現(xiàn)為類(lèi)別，用文字來(lái)表述例如，人口按性別分為男、女兩類(lèi)順序數(shù)據(jù)(rankdata)

只能歸于某一有序類(lèi)別的非數(shù)字型數(shù)據(jù)對(duì)事物類(lèi)別順序的測(cè)度，數(shù)據(jù)表現(xiàn)為類(lèi)別，用文字來(lái)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(cè)量的觀察值結(jié)果表現(xiàn)為具體的數(shù)值，對(duì)事物的精確測(cè)度例如：身高為175cm、168cm、183cm觀測(cè)的數(shù)據(jù)(observationaldata)通過(guò)調(diào)查或觀測(cè)而收集到的數(shù)據(jù)在沒(méi)有對(duì)事物人為控制的條件下而得到的有關(guān)社會(huì)經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)幾乎都是觀測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)(experimentaldata)在實(shí)驗(yàn)中控制實(shí)驗(yàn)對(duì)象而收集到的數(shù)據(jù)比如，對(duì)一種新藥療效的實(shí)驗(yàn)，對(duì)一種新的農(nóng)作物品種的實(shí)驗(yàn)等自然科學(xué)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)大多數(shù)都為實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的分類(lèi)

(按收集方法分)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的分類(lèi)

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

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

在不同時(shí)間上收集到的數(shù)據(jù)描述現(xiàn)象隨時(shí)間變化的情況比如，2000年至2005年國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)收集的第一個(gè)準(zhǔn)則是要清楚測(cè)量的是什么。換句話(huà)說(shuō)，變量必須有一個(gè)明確的適合研究目的的定義。這有時(shí)是說(shuō)起來(lái)容易做起來(lái)難。如果我們對(duì)問(wèn)題考慮得不全面，那么就沒(méi)理由指望回答問(wèn)題的人(一般稱(chēng)為響應(yīng)者)能按照我們期望的回答問(wèn)題。在我們做研究之前，對(duì)變量必須要有一個(gè)清晰、詳盡的定義。1.7數(shù)據(jù)收集：定義變量假定我們?cè)谝淮问称菲髽I(yè)的市場(chǎng)調(diào)查中包含了這樣的問(wèn)題"在您的家庭中有多少個(gè)孩子?"我們也許認(rèn)為自己知道想要了解的是什么，但是，沒(méi)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(rèn)為，"孩子"應(yīng)定義為一個(gè)不滿(mǎn)18歲并和他(她)的親生父母一起生活的人。但如果一個(gè)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(guò)繼子女或者其他年輕的親戚，那該怎么辦呢?對(duì)于不和親生父母生活在一起的孩子怎么算呢?對(duì)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?cè)谡{(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(gè)根據(jù)抽樣調(diào)查得來(lái)的數(shù)據(jù)生成的小數(shù)據(jù)陣的例子。

序號(hào)年齡性別態(tài)度120男反對(duì)223男贊成317女反對(duì)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(duì)1.7數(shù)據(jù)收集：數(shù)據(jù)表在計(jì)算機(jī)分析數(shù)據(jù)時(shí)，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(gè)人都被分配一個(gè)身份號(hào)碼作為名字。年齡變量本來(lái)就是用數(shù)字測(cè)量的，因此不需要任何轉(zhuǎn)化。性別變量的兩個(gè)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(dāng)然還可以使用任何兩個(gè)別的數(shù)字，比如用17代替“女”，用23代替“男”?！皯B(tài)度”這個(gè)值可以用三個(gè)等級(jí)數(shù)1、2和3表示反對(duì)、中立和贊成。序號(hào)年齡性別態(tài)度1201122313317014380252503643137381285103935131039011.7數(shù)據(jù)收集：數(shù)據(jù)表統(tǒng)計(jì)軟件的發(fā)展，使得只要輸入你的數(shù)據(jù)，選一些選項(xiàng)，馬上就得到令人驚嘆的漂亮結(jié)果了。那么，傻瓜式統(tǒng)計(jì)軟件的使用可以代替統(tǒng)計(jì)課程了？當(dāng)然不是。數(shù)據(jù)的整理和識(shí)別，方法的選用，計(jì)算機(jī)輸出結(jié)果的理解都不像使用傻瓜相機(jī)那樣簡(jiǎn)單可靠。而且，只要數(shù)據(jù)格式無(wú)誤、選項(xiàng)不矛盾而且不用零作為除數(shù)，統(tǒng)計(jì)軟件就一定給你結(jié)果，而且?guī)缀鯖](méi)有任何警告。另外，統(tǒng)計(jì)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(shí)同樣的內(nèi)容名稱(chēng)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(wú)意義的垃圾