统计量及抽样分布38780.pptx
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1、4-1统计学统计学STATISTICS(第三版第三版)第六章第六章 统计量及其抽样分布统计量及其抽样分布统计学2008年8月6.1 统计量统计量6.1.1 统计量的概念统计量的概念6.1.2 常用统计量常用统计量6.1.3 次序统计量次序统计量6.1.4 充分统计量充分统计量4-3统计学统计学STATISTICS(第三版第三版)参数和统计量参数和统计量1.1.参数参数参数参数(parameter)(parameter)n n描述总体特征的概括性数字度量,是描述总体特征的概括性数字度量,是研究者想要了解的总研究者想要了解的总体的某种特征值体的某种特征值n n一个总体的参数:总体均值一个总体的参数
2、:总体均值()、标准差、标准差()、总体比例、总体比例();两个总体参数:;两个总体参数:(1 1-2 2)、(1 1-2 2)、(1 1/2 2)n n总体参数通常用希腊字母表示总体参数通常用希腊字母表示 2.2.统计量统计量统计量统计量(statistic)(statistic)n n用用来来描描述述样样本本特特征征的的概概括括性性数数字字度度量量,它它是是根根据据样样本本数数据据计算出来的一些量,是样本的函数计算出来的一些量,是样本的函数n n一一个个总总体体参参数数推推断断时时的的统统计计量量:样样本本均均值值(x x)、样样本本标标准准差差(s s)、样样本本比比例例(p p)等等两
3、两个个总总体体参参数数推推断断时时的的统统计计量量:(x x1 1-x x2 2)、(p p1 1-p-p2 2)、(s s1 1/s/s2 2)n n样本统计量通常用小写英文字母来表示样本统计量通常用小写英文字母来表示 2008年8月4-4统计学统计学STATISTICS(第三版第三版)常用统计量常用统计量样本均值样本均值样本方差样本方差样本标准差样本标准差2008年8月4-5统计学统计学STATISTICS(第三版第三版)常用统计量常用统计量样本变异系数样本变异系数K K阶距阶距K K阶中心距阶中心距2008年8月次序统计量次序统计量哪些是次序统计量:中位数、分位数、四分位数、极差和均值充
4、分统计量充分统计量 统计计量加工过程中一点信息都不损失的统计量通常称为充分统计量。6.2 关于分布的几个概念 6.2.1 抽样分布抽样分布6.2.2 渐近分布渐近分布6.2.3 随机模拟获得的近似分布随机模拟获得的近似分布4-9统计学统计学STATISTICS(第三版第三版)1.样本统计量的概率分布,样本统计量的概率分布,是一种理论分布是一种理论分布n n在重复选取容量为在重复选取容量为n n的样本时,由该统计量的所有的样本时,由该统计量的所有可能取值形成的相对频数分布可能取值形成的相对频数分布 2.随机变量是随机变量是 样本统计量样本统计量样本统计量样本统计量n n样本均值样本均值,样本比例
5、,样本方差等样本比例,样本方差等3.结果来自结果来自容量相同容量相同容量相同容量相同的的所有所有所有所有可能样本可能样本4.提供了样本统计量长远而稳定的信息,是进行提供了样本统计量长远而稳定的信息,是进行推断的理论基础,也是抽样推断科学性的重要推断的理论基础,也是抽样推断科学性的重要依据依据 抽样分布抽样分布(sampling distribution)2008年8月抽样分布的形成过程抽样分布的形成过程(sampling distribution)总体总体计算样本统计计算样本统计计算样本统计计算样本统计计算样本统计计算样本统计量量量量量量如:样本均值、如:样本均值、如:样本均值、比例、方差比例
6、、方差比例、方差样样本本6-11统计学统计学STATISTICS(第二版第二版)渐近分布渐近分布 当n较大时,就用极限分布作为抽样分布的一种近似,这种极限分布称为渐近分布。6-12经济、管理类基础课程统计学统计学 2 分布分布4-13统计学统计学STATISTICS(第三版第三版)1.1.由由阿阿贝贝(AbbeAbbe)于于18631863年年首首先先给给出出,后后来来由由海海尔尔墨墨特特(HermertHermert)和和卡卡 皮皮尔尔逊逊(KPearsonKPearson)分分别别于于18751875年年和和19001900年推导出来年推导出来2.2.设设 ,则,则3.3.令令 ,则,则
7、y y 服从自由度为服从自由度为1 1的的 2 2分布,即分布,即4.4.对于对于n n个正态随机变量个正态随机变量y y1 1 ,y y2 2 ,y yn n,则随机变量,则随机变量5.5.称为具有称为具有n n个自由度的个自由度的 2 2分布,记为分布,记为c c2-分布分布(2-distribution)2008年8月4-14统计学统计学STATISTICS(第三版第三版)不同自由度的不同自由度的c c2-分布分布 2 2 2 22 2n n=1=1n n=4=4n n=10=10n n=20=202008年8月4-15统计学统计学STATISTICS(第三版第三版)1.分布的变量值始终
8、为正分布的变量值始终为正 2.分分布布的的形形状状取取决决于于其其自自由由度度n n的的大大小小,通通常常为为不不对对称称的的正正偏偏分分布布,但但随随着着自自由由度度的的增增大大逐逐渐渐趋趋于对称于对称 3.期期望望为为:E E(2 2)=)=n n,方方差差为为:D D(2 2)=2)=2n n(n n为为自自由度由度)4.可可加加性性:若若U U和和V V为为两两个个独独立立的的 2 2分分布布随随机机变变量量,U U 2 2(n(n1 1),V V 2 2(n n2 2),),则则U U+V V这这一一随随机机变变量量服服从自由度为从自由度为n n1 1+n n2 2的的 2 2分布分
9、布 c c2-分布分布(性质和特点性质和特点)2008年8月4-16统计学统计学STATISTICS(第三版第三版)c c2-分布分布(用用Excel计算计算c c2分布的概率分布的概率)1.利用Excel提供的【CHIDIST】统计函数,计算c2分布右单尾的概率值l语法:CHIDIST(x,degrees_freedom),其中df为自由度,x,是随机变量的取值2.利用【CHIINV】函数则可以计算给定右尾概率和自由度时相应的反函数值 l语法:CHIINV(probability,degrees_freedom)用用用用ExcelExcel计算计算计算计算c c c c2 2 分布的概率分布
10、的概率分布的概率分布的概率2008年8月4-17统计学统计学STATISTICS(第三版第三版)2008年8月6-18经济、管理类基础课程统计学统计学t 分布分布4-19统计学统计学STATISTICS(第三版第三版)t-分布分布(t-distribution)1.1.提提出出者者是是William William GossetGosset,也也被被称称为为学学生生分分布布(students(students t)t)2.2.t t 分分布布是是类类似似正正态态分分布布的的一一种种对对称称分分布布,通通常常要要比比正正态态分分布布平平坦坦和和分分散散。一一个个特特定定的的分分布布依依赖赖于于称
11、称之之为为自自由由度度的的参参数。随着自由度的增大,分布也逐渐趋于正态分布数。随着自由度的增大,分布也逐渐趋于正态分布 x x xt t 分布与标准正态分布的比较分布与标准正态分布的比较t t 分布分布标准正态分布标准正态分布t t不同自由度的不同自由度的t t分布分布标准正态分布标准正态分布t t(dfdf=13)=13)t t(dfdf=5)=5)z z2008年8月4-20统计学统计学STATISTICS(第三版第三版)t分布临界值分布临界值t分布的上分布的上分位点分位点t(n)t(n)n45,t(n)zZ为标准正态分布上分位点分位点t1-=-t 2008年8月4-21统计学统计学STA
12、TISTICS(第三版第三版)结论结论1:设总体X服从正态分布N(,2),2未知.(x1,x2,xn)为来自该总体的样本,则统计量两个重要结论两个重要结论2008年8月4-22统计学统计学STATISTICS(第三版第三版)结论结论2:设总体X服从正态分布N(1,2)总体Y服从正态分布N(2,2)(2 未知),X与Y独立,且X1,X2,Xn1和Y1,Y2,Yn2分别是来自总体X和Y的样本,则统计量 两个重要结论两个重要结论2008年8月4-23统计学统计学STATISTICS(第三版第三版)2008年8月4-24统计学统计学STATISTICS(第三版第三版)t-分布分布(用用Excel计算计
13、算t分布的概率和临界值分布的概率和临界值)1.利用Excel中的【TDIST】统计函数,可以计算给定值和自由度时分布的概率值l语法:语法:TDIST(x,degrees_freedom,tails)2.利用【TINV】函数则可以计算给定概率和自由度时的相应 l语法:语法:TINV(probability,degrees_freedom)用用用用ExcelExcel计算计算计算计算t t分布的临界值分布的临界值分布的临界值分布的临界值2008年8月4-25统计学统计学STATISTICS(第三版第三版)F分布分布2008年8月4-26统计学统计学STATISTICS(第三版第三版)1.1.为为纪
14、纪念念统统计计学学家家费费希希尔尔(R.A.FisherR.A.Fisher)以以其其姓姓氏氏的的第第一个字母来命名则一个字母来命名则2.2.设设若若U U为为服服从从自自由由度度为为n n1 1的的 2 2分分布布,即即U U 2 2(n n1 1),V V为为服服从从自自由由度度为为n n2 2的的 2 2分分布布,即即V V 2 2(n n2 2),),且且U U和和V V相互独立,则相互独立,则 称称F F为服从自由度为服从自由度n n1 1和和n n2 2的的F F分布,记为分布,记为F-分布分布(F distribution)2008年8月4-27统计学统计学STATISTICS(
15、第三版第三版)不同自由度的不同自由度的F分布分布F F F(1,10)(1,10)(5,10)(5,10)(10,10)(10,10)2008年8月4-28统计学统计学STATISTICS(第三版第三版)F分布的上分布的上分位点分位点F(n1,n2)F(n1,n2)2008年8月4-29统计学统计学STATISTICS(第三版第三版)F(n11,n21)其中s12 和s22 分别是总体X和Y的样本方差。F分布在假设检验、区间估计、方差分析、回归分析及试验设计等领域有重要的应用 设总体XN(1,12),YN(2,22),X与Y独立,且X1,X2,X n l与Y1,Y2,Yn2分别是来自总体X和Y
16、的样本,则统计量F=一个重要结论一个重要结论2008年8月4-30统计学统计学STATISTICS(第三版第三版)F-分布分布(用用Excel计算计算F分布的概率和临街值分布的概率和临街值)1.利用Excel提供的【FDIST】统计函数,计算分布右单尾的概率值l语法:FDIST(x,degrees_freedom1,degrees_freedom2)2.利用【FINV】函数则可以计算给定单尾概率和自由度时的相应 l语法:FINV(probability,degrees_freedom1,degrees_freedom2)用用用用ExcelExcel计算计算计算计算F F分布的概率分布的概率分布
17、的概率分布的概率2008年8月4-31统计学统计学STATISTICS(第三版第三版)2008年8月6-32经济、管理类基础课程统计学统计学样本均值的分布与中心极限定理样本均值的分布与中心极限定理4-33统计学统计学STATISTICS(第三版第三版)1.在重复选取容量为n的样本时,由样本均值的所有可能取值形成的相对频数分布2.一种理论概率分布3.推断总体均值的理论基础样本均值的分布样本均值的分布2008年8月4-34统计学统计学STATISTICS(第三版第三版)样本均值的分布样本均值的分布(例题分析例题分析)【例例例例】设设一一个个总总体体,含含有有4 4个个元元素素(个个体体),即即总总
18、体体单单位位数数N N=4 4。4 4 个个个个体体分分别别为为x x1 1=1=1,x x2 2=2=2,x x3 3=3=3,x x4 4=4=4 。总总体的均值、方差及分布如下体的均值、方差及分布如下总体分布总体分布总体分布总体分布1 14 42 23 30 0.1.1.2 2.3.3均值和方差均值和方差均值和方差均值和方差2008年8月4-35统计学统计学STATISTICS(第三版第三版)样本均值的分布样本均值的分布(例题分析例题分析)现现从从总总体体中中抽抽取取n n2 2的的简简单单随随机机样样本本,在在重重复复抽抽样条件下,共有样条件下,共有4 42 2=16=16个样本。所有
19、样本的结果为个样本。所有样本的结果为3,43,43,33,33,23,23,13,13 32,42,42,32,32,22,22,12,12 24,44,44,34,34,24,24,14,14 41,41,44 41,31,33 32 21 11,21,21,11,11 1第二个观察值第二个观察值第二个观察值第二个观察值第一个第一个第一个第一个观察值观察值观察值观察值所有可能的所有可能的所有可能的所有可能的n n=2 =2 的样本(共的样本(共的样本(共的样本(共1616个)个)个)个)2008年8月4-36统计学统计学STATISTICS(第三版第三版)样本均值的分布样本均值的分布(例题分
20、析例题分析)计算出各样本的均值,如下表。并给出样本均值的抽样分布3.53.53.03.02.52.52.02.03 33.03.02.52.52.02.01.51.52 24.04.03.53.53.03.02.52.54 42.52.54 42.02.03 32 21 11.51.51.01.01 1第二个观察值第二个观察值第二个观察值第二个观察值第一个第一个第一个第一个观察值观察值观察值观察值1616个样本的均值(个样本的均值(个样本的均值(个样本的均值(x x)x x样本均值的抽样分布样本均值的抽样分布样本均值的抽样分布样本均值的抽样分布1.01.00 00.10.10.20.20.30
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