(01)第1章 统计和统计数据.pdf

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1、数据分析 数据分析(方法与案例)(方法与案例)数据分析 数据分析(方法与案例)(方法与案例)作者作者作者作者作者 作者 贾俊平贾俊平贾俊平贾俊平贾俊平贾俊平统计学统计学统统统 统 计计计 计 学学学学1 1 1-22 2统计学统计学统计学统计学统计学统计学STATISTICSSTATISTICSSTATISTICS(第四版第四版第四版第四版第四版第四版)201320132013-22 2-262626统计思维总有一天会像读与写一统计思维总有一天会像读与写一 样成为一个有效率公民的必备能样成为一个有效率公民的必备能 力。力。H.G.WellsH.G.Wells统计名言统计名言统计名言统计名言第第

2、 1 章 统计和统计数据章 统计和统计数据1.11.1 统计及其应用领域统计及其应用领域统计及其应用领域统计及其应用领域1.2 1.2 怎样获得怎样获得怎样获得怎样获得统计数据统计数据统计数据统计数据?1 1 1-55 5统计学统计学统计学统计学统计学统计学STATISTICSSTATISTICSSTATISTICS(第四版第四版第四版第四版第四版第四版)201320132013-22 2-262626学习目标学习目标学习目标学习目标 统计学的含义统计学的含义统计学的含义统计学的含义 统计学的研究内容统计学的研究内容统计学的研究内容统计学的研究内容 统计的应用领域统计的应用领域统计的应用领域统

3、计的应用领域 统计数据的类型统计数据的类型统计数据的类型统计数据的类型 获得统计数据的途径获得统计数据的途径获得统计数据的途径获得统计数据的途径1 1 1-66 6统计学统计学统计学统计学统计学统计学STATISTICSSTATISTICSSTATISTICS(第四版第四版第四版第四版第四版第四版)201320132013-22 2-262626你相信这样的一些统计结论吗？你相信这样的一些统计结论吗？你相信这样的一些统计结论吗？你相信这样的一些统计结论吗？吸烟对健康是有害的，吸香烟的男性减少寿命吸烟对健康是有害的，吸香烟的男性减少寿命22502250天天 不结婚的男性会减少寿命不结婚的男性会减

4、少寿命35003500天，不结婚的女性会减少寿天，不结婚的女性会减少寿 命命16001600天天 身体超重身体超重30%30%会使寿命减少会使寿命减少13001300天天 每天摄取每天摄取500500毫升维生素毫升维生素C C，生命可延长，生命可延长6 6年年 身材高的父亲，其子女的身高也较高身材高的父亲，其子女的身高也较高 第二个出生的子女没有第一个聪明，第三个出生的子女没第二个出生的子女没有第一个聪明，第三个出生的子女没 有第二个聪明，依此类推有第二个聪明，依此类推 学生们在听了莫扎特钢琴曲学生们在听了莫扎特钢琴曲1010分钟后的推理测试会比他们分钟后的推理测试会比他们 听听1010分钟娱

5、乐磁带或其他曲目做得更好分钟娱乐磁带或其他曲目做得更好 上课坐在前面的学生平均考试分数比坐在后面的学生高上课坐在前面的学生平均考试分数比坐在后面的学生高 漂亮的女性有损男性的智力。男性在看到漂亮女性时智力漂亮的女性有损男性的智力。男性在看到漂亮女性时智力 会下降，这就是为什么大学里的女孩子比男孩子学习好的会下降，这就是为什么大学里的女孩子比男孩子学习好的 原因原因1.1 1.1 统计及其应用领域统计及其应用领域统计及其应用领域统计及其应用领域1.1.1 1.1.1 统计学研究什么？统计学研究什么？统计学研究什么？统计学研究什么？1.1.2 1.1.2 统计的应用统计的应用统计的应用统计的应用第

6、第第 第 1 1 章章章 章 统计和统计数据统计和统计数据统计和统计数据统计和统计数据1.1.1 1.1.1 统计学研究什么？统计学研究什么？统计学研究什么？统计学研究什么？1.1 1.1 统计及其应用领域统计及其应用领域统计及其应用领域统计及其应用领域1 1 1-99 9统计学统计学统计学统计学统计学统计学STATISTICSSTATISTICSSTATISTICS(第四版第四版第四版第四版第四版第四版)201320132013-22 2-262626什么是统计学什么是统计学什么是统计学什么是统计学?(statistics)(statistics)1.1.收集数据：取得数据收集数据：取得数据

7、2.2.处理数据：图表展示处理数据：图表展示3.3.分析数据：利用统计方法分分析数据：利用统计方法分 析数据析数据4.4.数据解释：结果的说明数据解释：结果的说明5.5.得到结论：从数据分析中得得到结论：从数据分析中得 出客观结论出客观结论收集、处理、分析、解释数据并从数据中得出结论的科学收集、处理、分析、解释数据并从数据中得出结论的科学1 1 1-101010统计学统计学统计学统计学统计学统计学STATISTICSSTATISTICSSTATISTICS(第四版第四版第四版第四版第四版第四版)201320132013-22 2-262626统计方法统计方法统计方法统计方法统计方法统计方法描述

8、统计描述统计推断统计推断统计参数估计参数估计假设检验假设检验1 1 1-111111统计学统计学统计学统计学统计学统计学STATISTICSSTATISTICSSTATISTICS(第四版第四版第四版第四版第四版第四版)201320132013-22 2-262626描述统计描述统计描述统计 描述统计(descriptive statistics)(descriptive statistics)1.1.研究数据收集、整理和描研究数据收集、整理和描 述的统计学方法述的统计学方法2.2.内容内容 搜集数据搜集数据 整理数据整理数据 展示数据展示数据 描述性分析描述性分析3.3.目的目的 描述数据特

9、征描述数据特征 找出数据的基本规律找出数据的基本规律0 025255050QQ1 1QQ2 2QQ3 3QQ4 4￥x x=30 =30 s s2 2=105=1051 1 1-121212统计学统计学统计学统计学统计学统计学STATISTICSSTATISTICSSTATISTICS(第四版第四版第四版第四版第四版第四版)201320132013-22 2-262626推断统计推断统计推断统计 推断统计(inferential statistics)(inferential statistics)1.1.研究如何利用样本数研究如何利用样本数 据来推断总体特征的据来推断总体特征的 统计学方法统

10、计学方法2.2.内容内容 参数参数估计估计 假设检验假设检验3.3.目的目的 对总体特征作出推断对总体特征作出推断样样 本本总体总体1 1 1-131313统计学统计学统计学统计学统计学统计学STATISTICSSTATISTICSSTATISTICS(第四版第四版第四版第四版第四版第四版)201320132013-22 2-262626统计学研究什么？统计学研究什么？统计学研究什么？统计学研究什么？1.1.物理学研究的是如热、光、电、运动规律那样的物理学研究的是如热、光、电、运动规律那样的 自然现象自然现象2.2.化学家测定物质的组成及化学元素之间的交互作化学家测定物质的组成及化学元素之间的

11、交互作 用用3.3.生物学家研究植物和动物的生活生物学家研究植物和动物的生活4.4.数学家则在给出的假定之下沉溺于他自己推演各数学家则在给出的假定之下沉溺于他自己推演各 种命题的游戏种命题的游戏5.5.这些学科中的每一门都有它自己的问题，而且有这些学科中的每一门都有它自己的问题，而且有 解决这些问题的各自的方法，各学科为此而成为解决这些问题的各自的方法，各学科为此而成为 一门单独的学科一门单独的学科1 1 1-141414统计学统计学统计学统计学统计学统计学STATISTICSSTATISTICSSTATISTICS(第四版第四版第四版第四版第四版第四版)201320132013-22 2-2

12、62626统计学研究什么？统计学研究什么？统计学研究什么？统计学研究什么？1.1.统计学没有任何固定的对象，是一门独特的学统计学没有任何固定的对象，是一门独特的学 问问2.2.统计学研究的是来自各领域的数据，由解决其统计学研究的是来自各领域的数据，由解决其 他领域内的问题而存在并兴旺发达。按他领域内的问题而存在并兴旺发达。按萨维奇萨维奇萨维奇 萨维奇(L.J.Savage)(L.J.Savage)的说法：的说法：统计学基本上是寄生的。靠研究其他领域内的工统计学基本上是寄生的。靠研究其他领域内的工 作而生存。这不是对统计学的轻视，这是因为对作而生存。这不是对统计学的轻视，这是因为对 很多寄主来说

13、，如果没有寄生虫就会死。对有的很多寄主来说，如果没有寄生虫就会死。对有的 动物来说，如果没有寄生虫就不能消化它们的食动物来说，如果没有寄生虫就不能消化它们的食 物。因此，人类奋斗的很多领域，如果没有统计物。因此，人类奋斗的很多领域，如果没有统计 学，虽然不会死亡，但一定会变得很弱学，虽然不会死亡，但一定会变得很弱1 1 1-151515统计学统计学统计学统计学统计学统计学STATISTICSSTATISTICSSTATISTICS(第四版第四版第四版第四版第四版第四版)201320132013-22 2-262626统计学研究什么？统计学研究什么？统计学研究什么？统计学研究什么？统计学是一门科

14、学统计学是一门科学统计学是一门科学统计学是一门科学 统计学提供一套方法和技术，这些方法和技术不能用于固定模统计学提供一套方法和技术，这些方法和技术不能用于固定模 式，使用者在给定的情况下必须根据所掌握的专门知识选择使用式，使用者在给定的情况下必须根据所掌握的专门知识选择使用 的方法，而且，如果需要还要进行必要的修正的方法，而且，如果需要还要进行必要的修正 统计方法是通用的数据分析方法。这些方法不是为某个特定的问统计方法是通用的数据分析方法。这些方法不是为某个特定的问 题领域而构造的题领域而构造的统计学是一种技术统计学是一种技术统计学是一种技术统计学是一种技术 如同工业生产过程中的质量控制程序一

15、样，统计方法是为保证产如同工业生产过程中的质量控制程序一样，统计方法是为保证产 品达到所希望的质量和保持其稳定性的的管理系统中建立起来的品达到所希望的质量和保持其稳定性的的管理系统中建立起来的 统计方法也能用于控制、减少和考察不确定性统计方法也能用于控制、减少和考察不确定性统计学是一门艺术统计学是一门艺术统计学是一门艺术统计学是一门艺术 作为归纳推理的统计方法不是没有争议的。不同的人对同一组数据的分作为归纳推理的统计方法不是没有争议的。不同的人对同一组数据的分 析可能得到不同的结论析可能得到不同的结论 一本印度小说一本印度小说红色城堡红色城堡(The Red Fort)(The Red For

16、t)说：使用数字讲故事取决于统说：使用数字讲故事取决于统 计学家的技巧和他们的经验。在这个意义下，统计学也是一门艺术计学家的技巧和他们的经验。在这个意义下，统计学也是一门艺术1 1 1-161616统计学统计学统计学统计学统计学统计学STATISTICSSTATISTICSSTATISTICS(第四版第四版第四版第四版第四版第四版)201320132013-22 2-262626统计是一种思维方式统计是一种思维方式统计是一种思维方式统计是一种思维方式 统计思维总有一天会像读与写一样成为一个统计思维总有一天会像读与写一样成为一个 有效率公民的必备能力有效率公民的必备能力(H.G.Wells)(H

17、.G.Wells)在终极的分析中，一切知识都是历史；在抽在终极的分析中，一切知识都是历史；在抽 象的意义下，一切科学都是数学；在理性的象的意义下，一切科学都是数学；在理性的 基础上，所有的判断都是统计学基础上，所有的判断都是统计学(C.R.Rao)(C.R.Rao)统统统 统 计计计 计 方方方 方 法法法 法 体体体 体 系系系系1.1.2 1.1.2 统计的应用统计的应用统计的应用统计的应用1.1 1.1 统计及其应用领域统计及其应用领域统计及其应用领域统计及其应用领域1 1 1-191919统计学统计学统计学统计学统计学统计学STATISTICSSTATISTICSSTATISTICS(

18、第四版第四版第四版第四版第四版第四版)201320132013-22 2-262626统计的应用领域统计的应用领域统计的应用领域统计的应用领域【例例例例1 1-1 1】用统计识别作者用统计识别作者用统计识别作者用统计识别作者1787178717881788年，三位作者年，三位作者Alexander HamiltonAlexander Hamilton，John JayJohn Jay和和James MadisonJames Madison为了说服纽约人认可宪为了说服纽约人认可宪 法，匿名发表了著名的法，匿名发表了著名的8585篇论文。这些论文中的大篇论文。这些论文中的大 多数作者已经得到了识别

19、，但是，其中的多数作者已经得到了识别，但是，其中的1212篇论文篇论文 的作者身份引起了争议的作者身份引起了争议通过对不同单词的频数进行统计分析，得出的结通过对不同单词的频数进行统计分析，得出的结 论是，论是，James MadisonJames Madison最有可能是这最有可能是这1212篇论文的作篇论文的作 者。现在，对于这些存在争议的论文，认为者。现在，对于这些存在争议的论文，认为James James MadisonMadison是原创作者的说法占主导地位，而且几乎可是原创作者的说法占主导地位，而且几乎可 以肯定这种说法是正确以肯定这种说法是正确1 1 1-202020统计学统计学统

20、计学统计学统计学统计学STATISTICSSTATISTICSSTATISTICS(第四版第四版第四版第四版第四版第四版)201320132013-22 2-262626统计的应用领域统计的应用领域统计的应用领域统计的应用领域【例例例例1 1-2 2】用简单的描述统计量得到一个重要发现用简单的描述统计量得到一个重要发现用简单的描述统计量得到一个重要发现用简单的描述统计量得到一个重要发现费舍费舍(R(RA AFisher)Fisher)在在19521952的一篇文章中举了一个例的一篇文章中举了一个例 子，说明如何由基本的描述统计量的知识引出一个重要子，说明如何由基本的描述统计量的知识引出一个重要

21、 的发现。的发现。2020世纪早期，哥本哈根卡尔堡实验室的施密特世纪早期，哥本哈根卡尔堡实验室的施密特(J.Schmidt)(J.Schmidt)发现不同地区所捕获的同种鱼类的脊椎骨和发现不同地区所捕获的同种鱼类的脊椎骨和 鳃线的数量有很大不同；甚至在同一海湾内不同地点所鳃线的数量有很大不同；甚至在同一海湾内不同地点所 捕获的同种鱼类，也发现这样的倾向捕获的同种鱼类，也发现这样的倾向然而，鳗鱼的脊椎骨的数量变化不大。施密特从欧洲然而，鳗鱼的脊椎骨的数量变化不大。施密特从欧洲 各地、冰岛、亚速尔群岛以及尼罗河等几乎分离的海域各地、冰岛、亚速尔群岛以及尼罗河等几乎分离的海域 里所捕获的鳗鱼的样本中

22、，计算发现了几乎一样的均值里所捕获的鳗鱼的样本中，计算发现了几乎一样的均值 和标准偏差值。由此，施密特推断所有各个不同海域内和标准偏差值。由此，施密特推断所有各个不同海域内 的鳗鱼是由海洋中某公共场所繁殖的。后来名为的鳗鱼是由海洋中某公共场所繁殖的。后来名为“戴纳戴纳(Dana)(Dana)”的科学考察船在一次远征中发现了这个场所的科学考察船在一次远征中发现了这个场所1 1 1-212121统计学统计学统计学统计学统计学统计学STATISTICSSTATISTICSSTATISTICS(第四版第四版第四版第四版第四版第四版)201320132013-22 2-262626统计的应用领域统计的应

23、用领域统计的应用领域统计的应用领域【例例例例1 1-3 3】挑战者号航天飞机失事预测挑战者号航天飞机失事预测挑战者号航天飞机失事预测挑战者号航天飞机失事预测19861986年年1 1月月2828日清晨，载有日清晨，载有7 7名宇航员的挑战者号进名宇航员的挑战者号进 入发射状态。就在发射前，有冰片牢附在机壳上。几分入发射状态。就在发射前，有冰片牢附在机壳上。几分 钟后，正当电视新闻报道它已进入轨道时，航天飞机在钟后，正当电视新闻报道它已进入轨道时，航天飞机在 毁灭性的爆炸声中化成碎片，机上的宇航员片骨未存毁灭性的爆炸声中化成碎片，机上的宇航员片骨未存推动航天飞机进入太空的两个固体燃料发动机是由推

24、动航天飞机进入太空的两个固体燃料发动机是由 ThiokolThiokol公司制造的。失事前一天晚上，公司制造的。失事前一天晚上，ThiokolThiokol公司的经公司的经 理们和国家航空航天局就如期发射还是推迟发射产生了理们和国家航空航天局就如期发射还是推迟发射产生了 争执。天气预报发射时的气温为争执。天气预报发射时的气温为31310 0F F。争执的结果采纳。争执的结果采纳 了了ThiokolThiokol公司经理们的建：按计划发射航天飞机。因为公司经理们的建：按计划发射航天飞机。因为 他们觉得没有确凿证据表明低温会对固体燃料火箭推进他们觉得没有确凿证据表明低温会对固体燃料火箭推进 器的性

25、能产生影响器的性能产生影响1 1 1-222222统计学统计学统计学统计学统计学统计学STATISTICSSTATISTICSSTATISTICS(第四版第四版第四版第四版第四版第四版)201320132013-22 2-262626统计的应用领域统计的应用领域统计的应用领域统计的应用领域【例例例例1 1-3 3】挑战者号航天飞机失事预测挑战者号航天飞机失事预测挑战者号航天飞机失事预测挑战者号航天飞机失事预测在此次失事前，该航天飞机在此次失事前，该航天飞机2424次发射成功。将航天飞机次发射成功。将航天飞机 送入太空的两个固体燃料推进器由送入太空的两个固体燃料推进器由6 6只只OO型项圈密封。

26、在几次型项圈密封。在几次 飞行中，曾发生过飞行中，曾发生过OO型项圈被腐蚀或气体泄漏事故。这样的事型项圈被腐蚀或气体泄漏事故。这样的事 故是及其危险的。前故是及其危险的。前2424次发射中有一次发动机遭到了永久性次发射中有一次发动机遭到了永久性 破坏。根据破坏。根据2323次飞行中发生腐蚀或泄漏事故的次数次飞行中发生腐蚀或泄漏事故的次数(因变量因变量)及及 火箭连接处的温度火箭连接处的温度(自变量自变量)数据，进行线性回归得到的回归方数据，进行线性回归得到的回归方 程为程为当温度为当温度为31310 0F F时，时，OO型项圈发生事故的预计次数为型项圈发生事故的预计次数为2.2252.225次

27、。次。结果显示连接处的温度与结果显示连接处的温度与OO型项圈事故之间有一定的相关性。型项圈事故之间有一定的相关性。如果当时那些经理们看到了回归的预测结果，也许推迟发射如果当时那些经理们看到了回归的预测结果，也许推迟发射 会成为其谨慎的选择会成为其谨慎的选择xy04754.0698.3xy04754.0698.31 1 1-232323统计学统计学统计学统计学统计学统计学STATISTICSSTATISTICSSTATISTICS(第四版第四版第四版第四版第四版第四版)201320132013-22 2-262626统计的误用与滥用统计的误用与滥用统计的误用与滥用统计的误用与滥用1.1.大约在一

28、个世纪以前，政治家大约在一个世纪以前，政治家Benjamin DisraeliBenjamin Disraeli曾有一曾有一 个著名的论断：个著名的论断：“有三类谎言：谎言、糟透的谎言和统有三类谎言：谎言、糟透的谎言和统有三类谎言：谎言、糟透的谎言和统 有三类谎言：谎言、糟透的谎言和统 计计计计”。他还说：他还说：“图并没有说谎，是说谎者在画图图并没有说谎，是说谎者在画图图并没有说谎，是说谎者在画图图并没有说谎，是说谎者在画图”2.2.历史学家历史学家Andrew LangAndrew Lang说，一些人使用统计说，一些人使用统计“就像喝醉酒就像喝醉酒就像喝醉酒 就像喝醉酒 的人使用街灯柱的人

29、使用街灯柱的人使用街灯柱的人使用街灯柱支撑的功能多于照明支撑的功能多于照明支撑的功能多于照明支撑的功能多于照明”3.3.统计滥用统计滥用统计滥用统计滥用 不好的样本不好的样本不好的样本不好的样本 过小的样本过小的样本过小的样本过小的样本 误导性图表误导性图表误导性图表误导性图表 局部描述局部描述局部描述局部描述 故意曲解故意曲解故意曲解故意曲解1 1 1-242424统计学统计学统计学统计学统计学统计学STATISTICSSTATISTICSSTATISTICS(第四版第四版第四版第四版第四版第四版)201320132013-22 2-262626统计的误用与滥用统计的误用与滥用统计的误用与滥

30、用统计的误用与滥用1.1.统计应用上的两个极端统计应用上的两个极端 不用或几乎不用统计不用或几乎不用统计 简单问题复杂化简单问题复杂化2.2.在统计应用中，这两个极端都是不可取的在统计应用中，这两个极端都是不可取的3.3.简单的方法不一定没用，复杂的方法也不一简单的方法不一定没用，复杂的方法也不一 定有用。正如有的学者所说的，最简单的模定有用。正如有的学者所说的，最简单的模 型往往是最有用的型往往是最有用的4.4.统计应该恰当地应用到它能起作用的地方。统计应该恰当地应用到它能起作用的地方。不能把统计神秘化，更不能歪曲统计，把统不能把统计神秘化，更不能歪曲统计，把统 计作为掩盖实事的陷阱计作为掩

31、盖实事的陷阱1.2 1.2 怎样获得统计数据怎样获得统计数据怎样获得统计数据怎样获得统计数据1.2.1 1.2.1 变量与数据变量与数据变量与数据变量与数据1.2.2 1.2.2 数据的来源数据的来源数据的来源数据的来源第第第 第 1 1 章章章 章 统计和统计数据统计和统计数据统计和统计数据统计和统计数据1.2.1 1.2.1 变量与数据变量与数据变量与数据变量与数据1.2 1.2 怎样获得统计数据怎样获得统计数据怎样获得统计数据怎样获得统计数据1 1 1-272727统计学统计学统计学统计学统计学统计学STATISTICSSTATISTICSSTATISTICS(第四版第四版第四版第四版第

32、四版第四版)201320132013-22 2-262626变量与数据变量与数据变量与数据变量与数据1.1.变量变量(variable)(variable)从一次观察到下一次观察会出现不同结果的某种从一次观察到下一次观察会出现不同结果的某种 特征特征 观察一个企业的销售额，这个月和上个月有所不同；观观察一个企业的销售额，这个月和上个月有所不同；观 察股票市场上涨股票的家数，今天与昨天数量不一样；察股票市场上涨股票的家数，今天与昨天数量不一样；观察一个班学生的生活费支出，一个人和另一个人不一观察一个班学生的生活费支出，一个人和另一个人不一 样；投掷一枚骰子观察其出现的点数，这次投掷的结果样；投掷

33、一枚骰子观察其出现的点数，这次投掷的结果 和下一次也不一样和下一次也不一样 “企业销售额企业销售额”、“上涨股票的家数上涨股票的家数”、“生活费支出生活费支出”、“投掷投掷 一枚骰子出现的点数一枚骰子出现的点数”等就是变量等就是变量2.2.数据数据(data)(data)观察到的变量的结果观察到的变量的结果1 1 1-282828统计学统计学统计学统计学统计学统计学STATISTICSSTATISTICSSTATISTICS(第四版第四版第四版第四版第四版第四版)201320132013-22 2-262626变量与数据变量与数据变量与数据变量与数据1.1.定量变量定量变量(quantitat

34、ive variable)(quantitative variable)或数值变量或数值变量(metric variable)(metric variable)可以用阿拉伯数据来记录其观察结果可以用阿拉伯数据来记录其观察结果 如如“企业销售额企业销售额”、“上涨股票的家数上涨股票的家数”、“生活费支出生活费支出”、“投掷一枚骰投掷一枚骰 子出现的点数子出现的点数”定量变量的观察结果称为定量数据或数值型数据定量变量的观察结果称为定量数据或数值型数据(metric data)(metric data)2.2.分类变量分类变量(categorical variable)(categorical va

35、riable)表现为不同的类别表现为不同的类别 如如“性别性别”、“企业所属的行业企业所属的行业”、“学生所在的学院学生所在的学院”等等 分类变量的观察结果就是分类数据分类变量的观察结果就是分类数据(categorical data)(categorical data)3.3.顺序变量顺序变量(rank variable)(rank variable)或有序分类变量或有序分类变量 具有一定顺序的类别变量具有一定顺序的类别变量 如考试成绩按等级，一个人对事物的态度如考试成绩按等级，一个人对事物的态度 顺序变量的观察结果就是顺序数据或有序分类数据顺序变量的观察结果就是顺序数据或有序分类数据(ran

36、k data)(rank data)4.4.分类变量和顺序变量统称为定性变量分类变量和顺序变量统称为定性变量(qualitative variable)(qualitative variable)1.2.2 1.2.2 数据的来源数据的来源数据的来源数据的来源1.2 1.2 怎样获得统计数据怎样获得统计数据怎样获得统计数据怎样获得统计数据1 1 1-303030统计学统计学统计学统计学统计学统计学STATISTICSSTATISTICSSTATISTICS(第四版第四版第四版第四版第四版第四版)201320132013-22 2-262626数据的来源数据的来源数据的来源数据的来源1.1.寻找

37、二手数据寻找二手数据2.2.抽取样本抽取样本 总体总体(population)(population)：包含所研究的全部个体：包含所研究的全部个体(数据数据)的集合的集合 样本样本(sample)(sample)：从总体中抽取的一部分元素：从总体中抽取的一部分元素 的集合的集合 样本量样本量(sample size)(sample size)：构成样本的元素的数：构成样本的元素的数 目目3.3.概率抽样方法概率抽样方法1 1 1-313131统计学统计学统计学统计学统计学统计学STATISTICSSTATISTICSSTATISTICS(第四版第四版第四版第四版第四版第四版)201320132

38、013-22 2-262626概率抽样概率抽样概率抽样 概率抽样(probability samplingprobability sampling)1.1.根据一个已知的概率来抽取样本单位，也根据一个已知的概率来抽取样本单位，也 称随机抽样称随机抽样2.2.特点特点 按一定的概率以随机原则抽取样本按一定的概率以随机原则抽取样本 抽取样本时使每个单位都有一定的机会被抽中抽取样本时使每个单位都有一定的机会被抽中 每个单位被抽中的概率是已知的，或是可以每个单位被抽中的概率是已知的，或是可以 计算出来的计算出来的 当用样本对总体目标量进行估计时，要考虑当用样本对总体目标量进行估计时，要考虑 到每个样本

39、单位被抽中的概率到每个样本单位被抽中的概率1 1 1-323232统计学统计学统计学统计学统计学统计学STATISTICSSTATISTICSSTATISTICS(第四版第四版第四版第四版第四版第四版)201320132013-22 2-262626简单随机抽样简单随机抽样简单随机抽样 简单随机抽样(simple random samplingsimple random sampling)1.1.从总体从总体N N个单位个单位(元素元素)中随机地抽取中随机地抽取n n个单位作为个单位作为 样本，样本，使得使得总体中每一个元素总体中每一个元素总体中每一个元素总体中每一个元素都有相同的机会都有相同

40、的机会(概率概率)被抽中被抽中2.2.抽取元素的具体方法有重复抽样和不重复抽样抽取元素的具体方法有重复抽样和不重复抽样3.3.特点特点 简单、直观，在抽样框完整时，可直接从中抽取样本简单、直观，在抽样框完整时，可直接从中抽取样本 用样本统计量对目标量进行估计比较方便用样本统计量对目标量进行估计比较方便4.4.局限性局限性 当当N N很大时，不易构造抽样框很大时，不易构造抽样框 抽出的单位很分散，给实施调查增加了困难抽出的单位很分散，给实施调查增加了困难 没有利用其他辅助信息以提高估计的效率没有利用其他辅助信息以提高估计的效率1 1 1-333333统计学统计学统计学统计学统计学统计学STATI

41、STICSSTATISTICSSTATISTICS(第四版第四版第四版第四版第四版第四版)201320132013-22 2-262626简单随机样本简单随机样本简单随机样本 简单随机样本(simple random samplesimple random sample)1.1.由简单随机抽样形成的样本由简单随机抽样形成的样本2.2.从总体从总体N N个单位中随机地抽取个单位中随机地抽取n n个单位作为个单位作为 样本，使得样本，使得每一个容量为每一个容量为每一个容量为每一个容量为n n样本样本样本样本都有相同都有相同 的机会的机会(概率概率)被抽中被抽中3.3.参数估计和假设检验所依据的主要

42、是简单参数估计和假设检验所依据的主要是简单 随机样本随机样本1 1 1-343434统计学统计学统计学统计学统计学统计学STATISTICSSTATISTICSSTATISTICS(第四版第四版第四版第四版第四版第四版)201320132013-22 2-262626分层抽样分层抽样分层抽样 分层抽样(stratified samplingstratified sampling)1.1.将将总体单位按某种特征或某种规则划分为总体单位按某种特征或某种规则划分为 不同的层，然后从不同的层中独立、随机不同的层，然后从不同的层中独立、随机 地抽取样本地抽取样本2.2.优点优点 保证样本的结构与总体的结

43、构比较相近，从保证样本的结构与总体的结构比较相近，从 而提高估计的精度而提高估计的精度 组织实施调查方便组织实施调查方便 既可以对总体参数进行估计，也可以对各层既可以对总体参数进行估计，也可以对各层 的目标量进行估计的目标量进行估计1 1 1-353535统计学统计学统计学统计学统计学统计学STATISTICSSTATISTICSSTATISTICS(第四版第四版第四版第四版第四版第四版)201320132013-22 2-262626系统抽样系统抽样系统抽样 系统抽样(systematic samplingsystematic sampling)1.1.将总体中的所有单位将总体中的所有单位(

44、抽样单位抽样单位)按一定顺按一定顺 序排列，在规定的范围内随机地抽取一个序排列，在规定的范围内随机地抽取一个 单位作为初始单位，然后按事先规定好的单位作为初始单位，然后按事先规定好的 规则确定其他样本单位规则确定其他样本单位 先从数字先从数字1 1到到k k之间随机抽取一个数字之间随机抽取一个数字r r作为作为 初始单位，以后依次取初始单位，以后依次取r r+k k，r r+2+2k k等单位等单位2.2.优点：操作简便，可提高估计的精度优点：操作简便，可提高估计的精度3.3.缺点：对估计量方差的估计比较困难缺点：对估计量方差的估计比较困难1 1 1-363636统计学统计学统计学统计学统计学

45、统计学STATISTICSSTATISTICSSTATISTICS(第四版第四版第四版第四版第四版第四版)201320132013-22 2-262626整群抽样整群抽样整群抽样 整群抽样(cluster samplingcluster sampling)1.1.将总体中若干个单位合并为组将总体中若干个单位合并为组(群群)，抽样，抽样 时直接抽取群，然后对中选群中的所有单时直接抽取群，然后对中选群中的所有单 位全部实施调查位全部实施调查2.2.特点特点 抽样时只需群的抽样框，可简化工作量抽样时只需群的抽样框，可简化工作量 调查的地点相对集中，节省调查费用，方便调查的地点相对集中，节省调查费用，

46、方便 调查的实施调查的实施 缺点是估计的精度较差缺点是估计的精度较差用计算机生成随机数和用计算机生成随机数和用计算机生成随机数和 用计算机生成随机数和 简单随机样本简单随机样本简单随机样本简单随机样本软件应用软件应用软件应用软件应用1 1 1-383838统计学统计学统计学统计学统计学统计学STATISTICSSTATISTICSSTATISTICS(第四版第四版第四版第四版第四版第四版)201320132013-22 2-262626用用用用ExcelExcel生成个指定数之间的随机数生成个指定数之间的随机数生成个指定数之间的随机数生成个指定数之间的随机数生成位于两个指定数之间的一个随机数生

47、成位于两个指定数之间的一个随机数(RANDBETWEEN函数函数)第第1步：步：在Excel表格界面中，直接点击【fx】命令第第2步：步：在复选框“函数分类”中点击【全部】选项，并在“函数名”中点击【RANDBETWEEN】选项，然后【确定】第第3步：步：在【Bottom】输入要返回的最小整数(本例为1)在【Top】输入要返回的最大整数(本例为100)单击【确定】即可得到一个随机数(要得到多个随机数向下复制即可)生成两个指定数之间的随机数生成两个指定数之间的随机数生成两个指定数之间的随机数生成两个指定数之间的随机数生成两个指定数之间的随机数生成两个指定数之间的随机数1 1 1-393939统计

48、学统计学统计学统计学统计学统计学STATISTICSSTATISTICSSTATISTICS(第四版第四版第四版第四版第四版第四版)201320132013-22 2-262626用用用用ExcelExcel0101之间均匀分布的随机数之间均匀分布的随机数之间均匀分布的随机数之间均匀分布的随机数生成位于生成位于01之间的均匀分布随机数之间的均匀分布随机数(RAND函数)第第1步：步：在Excel表格界面中，直接点击【fx】命令第第2步：步：在“函数分类”中点击【全部】选项，并在“函数名”中点击【RAND】选项，然后【确定】，单击【确定】即可得到一个随机数(要得到多个随机数向下复制即可)若要生成

49、 a 与 b 之间的随机实数，请使用RAND()*(b-a)+a 若要对结果四舍五入为整数，请使用ROUND(RAND()*(b-a)+a,0)如果要使用函数 RAND 生成一随机数，并且使之不随单元格计算 而改变，可以在编辑栏中输入“=RAND()”，保持编辑状态，然后按 F9，将公式永久性地改为随机数生成均匀分布的随机数生成均匀分布的随机数生成均匀分布的随机数生成均匀分布的随机数1 1 1-404040统计学统计学统计学统计学统计学统计学STATISTICSSTATISTICSSTATISTICS(第四版第四版第四版第四版第四版第四版)201320132013-22 2-262626用用用

50、用ExcelExcel抽取抽取抽取抽取简单随机抽样简单随机抽样简单随机抽样简单随机抽样【例例】某班级某班级 共 有共 有 3030 名名 学 生，他学 生，他 们 的 名 单们 的 名 单 如 右 表。如 右 表。用用 ExcelExcel 抽抽 出一个由出一个由5 5 个 学 生 构个 学 生 构 成 的 随 机成 的 随 机 样本样本1 1 1-414141统计学统计学统计学统计学统计学统计学STATISTICSSTATISTICSSTATISTICS(第四版第四版第四版第四版第四版第四版)201320132013-22 2-262626用用用用ExcelExcel抽取简单随机样本抽取简单