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1、,总体与样本,欲研究或推断总体 X 的性质,似乎应对每一个个体逐一测定,但这样的做法很多时候是不必要或是不可行的。比如考察广州人的身高、体重,某种导弹的爆炸威力,某电子元件的寿命等。我们只能在总体中随机抽取部分个体出来测定。这就是抽样。,在数理统计学中,我们是对总体的一个或若干个数量指标进行研究,这样,对总体的研究就归结为对随机变量的研究。以后说到总体时,指的就是它对应的某个或某些随机变量。,总体与样本,样本(子样),从总体中随机抽取出来的部分个体作成的集合。记为:,样本中所含的个体的数目。,样本(子样)容量,注意到这里每个 Xi 因随机抽取而随机取值,所以也是随机变量。抽样完成后得到的确切结
2、果:,是 维随机变量 的一个观,察值。称为样本值或子样观察值。,总体与样本,为保证抽取出来的样本能够反映出总体的性质,要求样本具有代表性,即每个 Xi 与 X 同分布;还要求具有独立性,即 是相互独立的。满足以上条件的样本(子样)称作简单随机样本(子样)。,要获得简单随机样本(子样),对有限总体,应作有放回的随机抽样,对无限总体或总体相当大时,也可作无放回的随机抽样。,统计量,当我们不能完全掌握某一总体的分布函数时,只要掌握了总体的某些数字特征(总体参数),就可基本上确定该总体的分布,当总体参数也未知时,就只能依据样本对未知数进行推断。通常我们利用样本构造出某种函数作为推断的基础。这就是所谓的
3、统计量。,统计量,设 是随机变量 X 的一个样本。,样本均值,通常作为总体 X 的均值的一个估计值。,样本方差,通常作为总体 X 的方差的一个估计值。,样本标准差(均方差),通常作为总体 X 的标准差(均方差)的一个估计值。,常用统计量,数据的简单处理,数据整理(分组),(1)根据样本容量 n 确定分组数 k,当 时,,当 时,,当 时,,(2)计算组距(一般采用等距分组,也可据实际情况分组)组距等于比极差(原始数据中的最大值M与最小值m 之差)除以组数 k 略大的测量单位的整数倍。,如:,则取组距为 5。,数据整理(分组),(3)确定组限和组中点值,一般地,组的上限与下限应比数据多一位小数。
4、这样可保证每组所含的原绐数据不重叠。(可据实际问题另作要求),设现有 50 个原始数据(均是整数),决定分作 8 个小组,数据中的最大值是 100,最小值是 65,,则组距,组距 组数,组中点值分别为:,一般遵循“上限不在内”的原则,(解决实际问题时,也有出现开口组的情形),数据的简单处理,数据整理(分组),(4)计算各组频数和频率,作频数和频率分布表,频数 指落在第 组的数据个数,频率为频数与总数据量,之比:,(5)作频率直方图,要把每一小组的频率用一小矩形的面积去表示,方法是:,以样本值为横坐标,频率/组距为纵坐标,以分组区间为底,以频率/组距为高作一系列矩形。,频率直方图示意图:,要把每
5、一小组的频率用一小矩形的面积去表示,方法是:,以样本值为横坐标,频率/组距为纵坐标,以分组区间为底,以频率/组距为高作一系列矩形。,数据的简单处理,计算样本的特征数(统计量),常用的描述集中趋势的特征数,样本均值,中位数数据按大小顺序排列后位于中间位置的那个数。,众数样本中出现次数最多的那个数。,样本几何均值,数据的简单处理,计算样本的特征数(统计量),常用的描述分散程度的特征数,样本方差,样本标准差,极差(全距),标准误,数据的简单处理,计算样本的特征数(统计量),常用的描述分散程度的特征数,四分位差Qd满足,Q1为第 1 四分位数满足,Q3为第 3 四分位数满足,即当数据按大小顺序排列后排
6、在第一个四分之一位的数。,其中:,例1 从某班抽取10个男同学,测其身高如下(单位cm):,计算样本均值和方差时,可利用均值和方差的性质将数据化简后再运算。,175.5,172,168,173,172.5,169,169.5,178,171.5,172.,试计算此样本的均值和方差。,解:记题目所给数据为 令,则 的数值分别为:3.5,0,-4,1,0.5,-3,-2.5,6,-0.5,0.,所以样本的均值,样本的方差,例2 设从总体中抽取一组观察值为 0.98,1.01,0.99,1.11,0.8.,试计算此样本的均值和标准差。,解:记题目所给数据为 令,则 的数值分别为:0,3,1,13,-18.,所以样本的均值,样本的方差,样本的标准差,数据的简单处理可利用MINITAB软件操作完成。,平均数 中位数 众数 标准差 标准误,频数频率累计频数累计频率,频数 频率 累计频数 累计频率,也可在此作图,数据的输入有时在 DOS 状态下较为方便,先点击Session 窗口,然后,进入了Dos 状态,