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  • 第2章 统计描述

    来源:默认管理员点击数:713发布时间:2012-12-18

      本章主要内容:

      l 计量资料的统计描述,主要包括资料的位置指标与离散指标

      l 计数资料的统计描述,主要包括率、构成比、相对比等

      2.1 计量资料的统计描述

      2.1.1 频数表(frequency table)

      2.1.1.1 频数表的概念及制作

      制作频数表是整理计量资料最常用的方法,现以实例介绍频数表的制作方法。

      例2.1 1999年,某饮料公司以街访的方式对100名消费者进行了500ml瓶装可乐的价格进行了测试,关于问题‘您认为最合适的价格应该是多少?’的回答,资料如下(单位:元):

     

      (1) 寻找资料中的最大值、最小值,计算极差

      本例最大值M=3.22

      最小值m=1.71

      最大值与最小值之差称为极差,常用R表示

      R=M-m=3.22-1.71=1.51

      (2) 确定组距、组段数

      频数表一般设10~15个组段,观察值少时可相对少些,组段数n多时可多些,

      组段数为n,组距h,极差R有如下关系:

      本例共100个数据,可分10个组段,n=10,则h=1.51/10=0.151»0.15

      各个组段应界限分明,每个组段的起点称为‘下限’(low limit),终点称为‘上限’(upper limit),各个组段从本组段的‘下限’开始,不包括本组段的‘上限’;第一组应包含资料中的最小观测值,最后一组应包含资料中的最大值;第一组从最小值开始,或一个符合日常习惯的数值开始,如,本例可从1.70开始,第一组段为1.70~,第二组段为:1.85~,依次类推,最后一个组段为,见表2.1第一列

      (3) 扫描样本值,划计后获得频数

      划记的方法是,按行(或者按列),从第一个原始数据开始,逐一判断该数据属于哪一个组段,然后在相应的组段作一个记号,本书采用‘*’作为记号。如:第一个数据‘2.67’,属于第七个组段‘2.60~’,在相应组段划‘*’,第二个数据2.88,属于第八个组段‘2.75’,在相应组段‘2.75~’作记号‘*’,依次类推,直至将所有的数据‘读完’,得到表2.1的第二列,划记完成,清点第二列每组段的‘*’数,得到相应组段的频数,记入第三列,第一、第三列即为做的频数表。

      表2.1 100名被访者关于500ml可乐认可价格的频数表

      从频数表的制作过程可见,频数表是反映原始数据在每一个组段数据出现频次的表格。

      2.1.1.2 频数表的用途

      (1) 从表2.1可见,数据向组段‘2.45~’集中,以该组段周围的原始数据居多,原始资料向某一数据段(或某一数据)周围的集中、靠拢的特点,在统计学上称为资料的集中趋势。

      (2) 从表2.1还可看到,原始数据有大有小,差异较大,最大值与最小值相差1.51,从1.71到3.22,从中央向两侧逐渐减少,而这种从小到大的分布特点,在统计学上称为离散趋势。

      (3) 从表2.1还可看到,第一组段有2个数据,最后一个组段有1个数据,最小、与最大清楚地摆在面前,有利于我们去重点监督。

      由此可见,频数表至少有如下用途:

      1)揭示资料的分布特征和分布类型

      2)便于发现某些特大、特小的可疑值

      3)便于指标计算和统计分析

      2.1.1.3 频数分布的常见类型

      (1) 对称分布 表2.1是频数表最常见的类型,资料集中在某一数据的周围,左右两侧对称,资料的这种分布,称为对称分布。

      (2) 偏态分布 表2.2,资料偏向价格较大的一侧,表2.3,资料偏向价格较小的一侧,资料的这种分布称为偏态分布。其中,向大的一侧偏向,称为正偏态分布;向小的一侧偏向,称为负偏态分布。

      表2.2 某资料的频数表

      表2.3 某资料的频数表

      2.1.2 资料的集中趋势

      平均数(average):统计应用中最重要的一个指标体系,常用于描述一组变量值的集中位置,代表平均水平。或者说它是集中位置的特征值。

      平均数的计算和应用要求资料必须具备同质的基础,否则,计算的指标没有实际意义,如:把电视价格与冰箱的价格放在一起相加,没有任何意义。

      常用的平均数包括:均数、几何均数、中位数、众数等,下面一一介绍。

      2.1.2.1 均数(mean)

      均数是算术平均数的简称,其计算是将观测值相加,然后除以资料的个数,是最常用的平均数的计算方法,反映一组观测值在数量上的平均水平。

      (1) 计算公式

      假定观测值为x1、x2、 … xn,公式为

                                                                  (2.1)

      如:5家商店21英寸的彩电的销售价格分别为:1038、995、1120、1080、1088,则五家商店的平均价格(均数)为

      由于公式(2.1)按照算术平均数的定义直接计算,公式所表达的含义也比较清楚,故称之为直接法。当资料中相同的观测值较多时,可将相同观测值的个数,即频数f,乘以该观测值X,以代替该观测值逐个相加,如:资料中有5家商店价格均为1088,则在计算时,不必:1088+1088+1088+1088+1088=5440,而直接用5乘1088即可:1088´5=5440,频数5在统计学上也称为权重,由此得到计算均数的‘加权法’公式:

                                                                          (2.2)

      例:见表2.1,计算100名消费者对500ml瓶装可乐的平均价格

      计算表2.1中每组的组中值,计算方法是:将每组的上限与下限相加,然后除以2,如:第一组,下限为1.70,上限为1.85,组中值为(1.70+1.85)/2=1.775,结果见表中第三列。组中值是属于该组段的原始数据的代表,如,第一组段有2个数据,我们可以认为,这两个观测数据均为1.775,然后计算每一组段的观测数据的代数和,即组中值乘以相应频数,得第四列数据,将第四列相加,得所有观测值的代数和,由公式(2.2)计算出均数为:2.50(元)

      表2.4 100名消费者对500ml瓶装可乐的平均认可价格的计算

      均数的两个重要特性:

      各离均差的代数和等于0,即

     

      离均差为每个观测值与均数的差值,即: ,反映每一个个体观测值相对与均数的离散情况。如:第一家商店彩电价格为1038元,相对与平均价格1064.2元,离均差为:1038-1064.2= -26.2,既,第一家商店比平均价格低26.2元。

      (2)离均差的平方和小于各观测值与任何数之差的平方和。

      应用范围:均数反映全部观测值的平均水平,因而应用非常广泛。但它最适用于对称分布资料,尤其正态分布资料。

      2.1.2.2 几何均数(geometric)

      计算方法:

     

      (1)直接法:

      (2)加权法:

      2.1.2.3 中位数(median)

      将一组观察值按从小到大顺序排列,位次居中的观察值称为中位数。全部观察值中,大于和小于中位数的观察值个数相等,常用M表示。

      计算公式:资料按从小到大的顺序排序x1£x2£ … £xn

      当n为奇数时,

      当n为偶数时,

      如:调查了5家工厂的职工数,分别为:15,30,61,180,500,中位数M=61人;若调查了6家,分别为:15,30,61,100,180,500,则中位数M=(61+100)/2=80.5(人)

      2.1.2.4 众数(mode)

      全部观察值中,出现频率最多的那个观察值称为众数。

      在推出400ml洗发水前,某企业举行了一场有关其价格定位的座谈会,8位专家中有5位认为该产品定价应为35元,则8个调查数据中35出现的频次最高,因此其众数为:35元。

      2.1.2.5 百分位数(percentile)

      百分位数是位置指标,以Px表示。Px将总体分成两部分,理论上有x%的观察值比它小,(100-x)%的观察值比它大,中位数是特殊的百分位数。

      利用频数表计算百分位数的公式为:

      式中fx为Px所在组段的频数,i为该组段的组距,L为其下限,SfL为小于L的个组段的累计频数。

      例,某资料的频数分布见表2.5,首先计算频率,样本含量为114,每一组段的频数除以样本含量得该组段的频率,见第三列,每一组段的频数加上前面各组段的频数,得该组段的累计频数,见第四列。

      (1) 计算百分之25位数P25,从表2.5第五列可见,从第一组段至第二组段,即从1.70至2.00(不包括2.00),共含有样本总数21.93%的个体,从第一组至第三组,共含有总数38.6%的个体,根据百分位数的定义,P25应在第三组段的范围内,因此,L=2.00,i=0.15,fx=19,SfL=21.93 又n=114,x%=25%

      由公式,

      同理,可计算P50,即中位数M及P75

      表2.5 百分位数的计算

      2.1.3 离散趋势

      2.1.3.1 极差(range,简记为R)

      一组资料中,最大值与最小值之差称为极差,常用R表示。用M表示最大值,m表示最小值,计算公式为:

      R=M-m

      如:某资料,最大值M=3.22,最小值m=1.71,则极差R=3.22 - 1.71=1.51

      优点:利用极差来说明资料变异度的大小,简单明了,在资料描述时经常用到。

      缺点:除最大、最小值外,不能反映其它数据的变异情况;不够稳定,当样本量相差悬殊时,不宜进行样本间变异度的比较。

      2.1.3.2 四分位数间距(quartile,Q)

      P25位数,表示全部观测值中,四分之一的观测值比它小;P75,表示四分之一的观测值比它大,因而称P25、P75为四分位数,其中P25为下四分位数,常用QL表示,P75为上百分位数,常用QU表示

      Q=QU-QL=P75 - P25

      如:前面的例题中,QL P25=2.03,QU =P75=2.40,则:

      Q=QU-QL=2.40-2.03=1.3

      优点、缺点同极差类似,四分位数间距比极差稳定。

      2.1.3.3 方差(variance)

      用极差或四分位数间距来描述资料的变异情况,仅用到资料中的两个数据,不能反映其他资料的情况,为反映资料中的所有个体对变异度的影响,研究中首先想到了离均差这一指标。以均数为m的总体为例,离均差之和即S(x-m)=0,自然想到将每一个观测值的离均差平方后再相加(称为离均差平方和,英文:sum of squares,简记为SS或lxx),即计算S(x-m)2,由于其大小还与个体的数目有关,故将其除以变量值的个数N后,得到描述总体变异的指标---方差,公式为:

                                    (2.09)

      公式(2.09)称为总体方差,对样本而言,数理统计证明,方差为:

                                               (2.10)

      加权公式为:

                                         (2.11)

      公式(2.10)称为样本方差,其中n-1称为自由度(degree of freedom)。

      例,计算例2.1资料的标准差

      由表2.1,åfx=250.85,åfx2=640.19 n=åf=100,代入公式(2.11)

      关于方差的分子部分,即离均差平方和,还可以写成如下表达式:

                 (2.12)

      2.1.3.4 标准差(standard deviation)

      方差的单位是原单位的平方,将之开方后,即得常用于描述资料变异度的指标—标准差,总体标准差用s,样本用S表示,计算公式分别为

                             (2.13)

                            (2.14)

      例2.1资料的标准差S为

      2.1.3.5 变异系数(coefficient of variation, 简记为CV)

      变异系数亦称离散系数(coefficient of dispersion),计算方法是将标准差S与均数 的比值,公式为:

      应用:(1)度量衡不同的资料间变异度的比较

      (2)均数相差悬殊的资料间的比较

      2.2 分类资料的统计描述

      2.2.1 常用相对数

      2.2.1.1 率(rate)

      率,又称频率指标,它说明某现象发生的频率或强度。

      如:调查了100间零售店,其中35间有某产品出售,则该产品的铺货率为:

      在有关洋酒的调查中,100名被访者中有85人知道马爹利,则马爹利的知名度为:

      2.2.1.2 构成比(proportion)

      构成比又称构成指标,它说明一事物内部各组成

      部分所占的比重或分布,常以百分数表示。

      如:调查了100名被访者,其中大专及以上学历者55人,则100名被访者中,大专及以上学历人员占的比例为:

      2.2.1.3 相对比(ratio)

      相对比简称比,是两个相关指标之比,说明两个指标的相对水平。计算公式为:

      例:某品牌,在上海的知名度P1=0.65,在广州为P2=0.38,则该品牌的知名度上海相对与广州的相对比为:

      广州相对与上海的相对比为:

      2.2.2 顾客满意表征指标(举例)

      2.2.2.1 知晓度

      知晓度=知晓人数/目标公众

      2.2.2.2 知名度

      (1)绝对知名度=认为企业或产品有名气的人数/目标公众

      (2)相对知名度=认为企业或产品有名气的人数/知晓人数

      2.2.2.3 美誉度

      (1)绝对美誉度=褒扬者人数/目标公众

      (2)相对美誉度=扬者人数/知晓人数

      2.2.2.4 指名度

      (1)绝对指名度=指名消费人数/目标公众

      (2)相对指名度=指名消费人数/知晓人数

      2.2.2.5 满意度

      (1)绝对满意度=满意人数/目标公众

      (2)相对满意度=满意人数/消费人数

      2.2.3 动态数列及其分析指标

      动态数列(dynamic series)是一系列按时间顺序排列起来的统计指标,包括绝对数、相对数或平均数,用以说明事物在时间上的变化和发展趋势。

      现以实例介绍常用指标及其计算。

      例,表3.1第(2)列给出了某公司1996~2000年净资产资料,现分析该公司该公司净资产逐年变化特点。

      表3.1 某公司1996~2000年净资产资料分析表

      2.2.3.1 绝对增长量 说明事物在一定时期所增加的绝对的数量。绝对增长量常计算累计增长量、逐年增长量

      (1) 累计增长量 以某年作为比较对象(基期),其它年份与其相减,所得差值即为累计增长量。

      本例以1996年数据作为基数,如:1998年净资产累计增长量为:2500-2100=400(万元),其余年份的累计增长量见表3.1第(3)列。

      (2) 逐年增长量 以下一年的数据与上一年的数据相减,所得差值即为逐年增长量。

      本例以1997年净资产为2500万元,1998年为3100万元,1998年相对于1997年增长量为:3100-2500=600(万元),其余年份的逐年增长量见表3.1第(4)列。

      2.2.3.2 发展速度和增长速度

      发展速度和增长速度常计算的指标是定基比、环比,增长速度=发展速度-1。

      (1) 定基比,针对某一时间序列,统一用某个时间的指标作基数,以各时间的指标与之相比。反映变化的发展趋势。

      如:以1996年净资产2100万元作为基数,1998年为3100万元,1998年相对于1996年的发展速度(定基比)为:

      1998年对1996年增长速度(定基比)为:

      增长速度亦可由发展速度计算:

      

      其他时期的定基比见表3.1第(5)、(7)列。

      (2) 环比,针对某一时间序列,以前一个时间的指标作基数,以相邻

      的后一时间的指标与之相比。反映年度间的波动。

      如:以1997年净资产2500万元作为基数,1998年为3100万元,1998年的环比发展速度为:

      1998年的环比年增长速度为:

      增长速度亦可由发展速度计算:

      其他时期的环比指标见表3.1第(6)、(8)列。

      2.2.3.3 平均发展速度/增长速度

      平均发展速度/增长速度用于概括某一时期的速度的变化,计算公式如下:

      假定基期数据为a0,各时期数据如下:a0、a1、a2、a3、…、an,an为第n的指标数据,则

      平均发展速度

      平均增长速度=平均发展速度-1

      如:以1996年为基期,1999年净资产为2800万元,则a0=2100,n=3,a3=2800, 平均发展速度为:

      平均增长速度=平均发展速度-1=110.1%-1=10.1%

      自1996年至1999年,净资产平均发展速度为110.1%,平均增长速度为10.1%。

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