統(tǒng)計學第1章

1、張 琳TEL： 680709 /13711130709 QQ: 318086953公共郵箱：zdnfzlin@163.com2014年9月,統(tǒng)計學(Statistics),統(tǒng)計學的故事,東北野戰(zhàn)軍前線指揮所深夜的“每日軍情匯報”,買啤酒同時買尿布？,定制愛情——網(wǎng)易數(shù)據(jù)工程師可以當“媒婆”,為何要學,1993年一位美國人發(fā)現(xiàn)，在超市里有67%的顧客在買啤酒的同時，也買了尿布。是顧客喝完啤酒以后用尿布嗎？顯然不是。進

2、一步調(diào)查發(fā)現(xiàn)，購買尿布的人80%都是年輕的父親，在購買尿布的時候，他們順便為自己買點啤酒。商家發(fā)現(xiàn)這樣的規(guī)律，便在婦產(chǎn)醫(yī)院及相關(guān)機構(gòu)的超市里，把啤酒和尿布放在一個貨架上，以方便年輕的父親，結(jié)果，啤酒銷售額大增。,,枯燥無味的數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)問題：“為什么那里繳獲的短槍與長槍的比例比其它戰(zhàn)斗略高”？ “為什么那里繳獲和擊毀的小車與大車的比例比其它戰(zhàn)斗略高”？   “為什么在那里俘虜和擊斃的軍官與士兵的比例比其它戰(zhàn)斗略

3、高”？,為何要學,到底戰(zhàn)機的哪些部位需要鋼板加強呢？,瓦爾德統(tǒng)計了一段時間從戰(zhàn)役中返航的戰(zhàn)機上的彈孔位置。提議：把剩下少數(shù)幾個沒有彈孔的部位用鋼板加強——因為這些部位被擊中的飛機都沒有返航。,瓦爾德與戰(zhàn)機的故事,為何要學,找不到不使用統(tǒng)計的領域 政治、軍事、經(jīng)濟、社會、文化、技術(shù)等所有領域都離不開統(tǒng)計找不到不使用統(tǒng)計的學科 理、工、農(nóng)、醫(yī)、文，經(jīng)、管、法、哲學、教育學、史學、軍事 學、藝術(shù)學等學科中都不可避免地用到統(tǒng)計。（01哲

4、學、02經(jīng)濟學、03法學、04教育學、05文學、06歷史學07理學、08工學、09 農(nóng)學10醫(yī)學、11軍事學12管理學 13藝術(shù)學。） 有人說統(tǒng)計學是科學的“母親”和“仆人”。說她是“母親”，因為統(tǒng)計學為其他學科起著孕育、生產(chǎn)新思想的作用；說她是“仆人”，因為統(tǒng)計學是其他學科的工具，用統(tǒng)計規(guī)律逼近客觀規(guī)律的工具。（摘自統(tǒng)計學的故事）當今社會處于信息社會、大數(shù)據(jù)時代，離不開統(tǒng)計,如果要想了解上帝在想什么，我們就必須學統(tǒng)計，因為統(tǒng)計

5、學就是在測量上帝的旨意。（最偉大的護士——南丁格爾）(這里所說的上帝就是我們的客觀世界。),如何學好,一本適用的教材《統(tǒng)計學》 （第五版）． 賈俊平、何曉群、金勇進編著，中國人民大學出版社，2012． 特點：方法闡述簡潔明了、實例豐富應用性強 ——舍棄純粹抽象的數(shù)學理論及推導，結(jié)合清晰直觀和易于理解的實例闡述統(tǒng)計學的基本概念和方法。 ——提倡使用軟件將學生從煩瑣的計算中解脫出來,將精力集中在對統(tǒng)計過程和

6、概念的理解以及實際應用上。 ——提供大量應用實例， 幫助學生提高應用統(tǒng)計方法的能力。學生和老師的傾情投入,6,如何學好,課程參與情況與作業(yè): 30%期末考試: 70%,講課,討論,上機操作,上課方式與課程成績分布,如何學好,主要參考書《商務與經(jīng)濟統(tǒng)計》 （原書第11版），戴維.R. 安德森等著, 張建華 等譯, 機械工業(yè)出版社，2012.4 《 Statistics For Busine

7、ss And Economics 11th Edition》《統(tǒng)計學：從數(shù)據(jù)到結(jié)論》（第4版），吳喜之編著，中國統(tǒng)計出版社， 2013.3《大數(shù)據(jù)時代:生活、工作與思維的大變革》，（英）維克托·邁爾-舍恩伯格、肯尼斯·庫克耶等著：盛楊燕、周濤譯，浙江人民出版社，2013.1,如何學好,主要參考書《女士品茶》，全名《女士品茶——20世紀統(tǒng)計學怎樣變革了科學》，(美)薩爾斯伯格著 ， 邱東等譯，中國統(tǒng)計出版社，20

8、04.11《The Lady Tasting Tea——How Statistics Revolutionized Science in the Twentieth Century 》。 又名《統(tǒng)計改變了世界》，葉偉文譯，臺灣天下文化書坊，2002.4,如何學好,主要參考期刊《中國信息報》《中國統(tǒng)計》《統(tǒng)計研究》《統(tǒng)計與決策》《數(shù)理統(tǒng)計與管理》《數(shù)理統(tǒng)計與應用概率》《調(diào)研世界》《中國國情國力》《中國經(jīng)濟景

9、氣月報》《中國統(tǒng)計月報》（英文版）,如何學好,網(wǎng)絡資源導航國家統(tǒng)計局網(wǎng)站 http://www.stats.gov.cn/ (可鏈接地方統(tǒng)計局網(wǎng)站)統(tǒng)計之都 http://cos.name/ 中國統(tǒng)計網(wǎng) http://www.i#cn/學校的圖書館,統(tǒng)計學是什么？要學什么？,,,,,1.1,統(tǒng)計及其應用領域,,,,,,第 1 章 導 論（P1),1.2,1

10、.1,1.3,統(tǒng)計數(shù)據(jù)的類型,統(tǒng)計中的幾個基本概念,學習目標,1. 理解統(tǒng)計學的含義2.理解描述統(tǒng)計和推斷統(tǒng)計3.了解統(tǒng)計學的應用領域4.了解數(shù)據(jù)的類型5. 理解統(tǒng)計中的幾個基本概念,1.1 統(tǒng)計及其應用領域(P2),1.1.1 什么是統(tǒng)計學1.1.2 統(tǒng)計的應用領域,1.1.1 什么是統(tǒng)計學（P2）,統(tǒng)計學是收集、分析、表述和解釋數(shù)據(jù)的科學(不列顛百科全書)統(tǒng)計是一門收集、分析、解釋和提供數(shù)據(jù)的科學(韋伯

11、斯特國際辭典第3版)統(tǒng)計指的是一組方法，用來設計實驗、獲得數(shù)據(jù)，然后在這些數(shù)據(jù)的基礎上組織、概括、演示、分析、解釋和得出結(jié)論(Mario F.Triola,《初級統(tǒng)計學》),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)計方法分析數(shù)據(jù)解釋數(shù)據(jù)：結(jié)果的說明得到結(jié)論：從數(shù)據(jù)分析中得出客觀結(jié)論,?統(tǒng)計學是一門收集、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 。,1.1.1 什么是統(tǒng)計學（P2）,1

12、.1.1 什么是統(tǒng)計學（P2）,描述統(tǒng)計(descriptive statistics),研究數(shù)據(jù)收集、處理、匯總、圖表描述、概括與分析等統(tǒng)計方法 內(nèi)容收集數(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,1.1.1 什么是統(tǒng)計學（P2）,橫坐標代表廣告投入，而縱坐標代表銷售收入?？吹贸鲇泻畏N關(guān)系嗎？,19,推斷統(tǒng)計(inferential statistics),研究如何利用樣本數(shù)據(jù)來推斷總體特征的

13、統(tǒng)計方法內(nèi)容：參數(shù)估計假設檢驗目的：對總體特征作出推斷,,1.1.1 什么是統(tǒng)計學（P2）,描述統(tǒng)計是推斷統(tǒng)計的前提，推斷統(tǒng)計是描述統(tǒng)計的發(fā)展。,1.1.1 什么是統(tǒng)計學,統(tǒng)計學可以稱之為“數(shù)據(jù)的科學”， 其目的是探索數(shù)據(jù)內(nèi)在的數(shù)量規(guī)律性。17世紀中葉,統(tǒng)計的英文單詞Statistics首次被人們應用。2010年6月3日，第64屆聯(lián)合國大會第90次會議通過決議確定每年10月20日為“世界統(tǒng)計日”。2011年初，國務院學位委

14、員會在新的研究生專業(yè)目錄中將統(tǒng)計學上升為一級學科，為統(tǒng)計學科和統(tǒng)計教育的發(fā)展提供了更廣闊的平臺，也顯示出統(tǒng)計對科學研究、經(jīng)濟增長和社會發(fā)展的重要性。,歷史上著名的統(tǒng)計學家,Jacob Bernoulli (伯努利)(1654—1705) Edmond Halley (哈雷) (1656—1742) De Moivre (棣莫弗) (1667—1754) Thomas Bayes (貝葉斯) (1702—1761)Leonhard

15、 Euler (歐拉) (1707—1783)Pierre Simon Laplace (拉普拉斯) (1749—1827)Adrien Marie Legendre (勒讓德) (1752—1833) Thomas Robert Malthus (馬爾薩斯) (1766—1834),Thomas Robert Malthus (馬爾薩斯),Pierre Simon Laplace (拉普拉斯),Leonhard Euler

16、(歐拉),歷史上著名的統(tǒng)計學家,Friedrich Gauss (高斯) (1777—1855) Johann Gregor Mendel (孟德爾) (1822—1884)Karl Pearson (皮爾遜) (1857—1936)Ronald Aylmer Fisher (費希爾) (1890—1962)Jerzy Neyman（奈曼） (1894—1981) Egon Sharpe Pearson (皮爾遜) (189

17、5—1980)William Feller (費勒)(1906—1970).,Friedrich Gauss (高斯),Johann Gregor Mendel (孟德爾),,1.1.2 統(tǒng)計的應用領域（P2）,經(jīng)濟學,管理學,醫(yī)學,工程學,社會學,,,,,,…,,統(tǒng)計學,統(tǒng)計在工商管理中的應用（P3）,1.1.2 統(tǒng)計的應用領域（P2）,actuarial work (精算) agricultu

18、re (農(nóng)業(yè))animal science (動物學) anthropology (人類學)archaeology (考古學) auditing (審計學)crystallography (晶體學) demography (人口統(tǒng)計學)dentistry (牙醫(yī)學) ecology (生態(tài)學)

19、econometrics (經(jīng)濟計量學) education (教育學) election forecasting and projection (選舉預測和策劃)engineering (工程) epidemiology (流行病學)finance (金融)fisheries research (水產(chǎn)漁業(yè)研究)gambling (賭博)

20、 genetics (遺傳學)geography (地理學) geology (地質(zhì)學)historical research (歷史研究) human genetics (人類遺傳學),表1-1,1.1.2 統(tǒng)計的應用領域（P2）,hydrology (水文學) industry (工業(yè)) lingu

21、istics (語言學) literature (文學)manpower planning (勞動力計劃)management science (管理科學)marketing (市場營銷學) medical diagnosis (醫(yī)學診斷)meteorology (氣象學) military science (軍事科

22、學)nuclear material safeguards (核材料安全管理)ophthalmology (眼科學) pharmaceutics (制藥學)physics (物理學) political science (政治學)psychology (心理學) psychophysics (心理物理學

23、)quality control (質(zhì)量控制) religious studies (宗教研究)sociology (社會學) survey sampling (調(diào)查抽樣)taxonomy (分類學) weather modification (氣象改善),表1-1,1.2 統(tǒng)計數(shù)據(jù)的類型（P4),1.2.1 分

24、類數(shù)據(jù)、順序數(shù)據(jù)、數(shù)值型數(shù)據(jù)1.2.2 觀測數(shù)據(jù)和實驗數(shù)據(jù)1.2.3 截面數(shù)據(jù)和時間序列數(shù)據(jù),,1.2 統(tǒng)計數(shù)據(jù)的類型（P4),統(tǒng)計數(shù)據(jù)的分類,圖1-1統(tǒng)計數(shù)據(jù)的分類 （P6）,區(qū)分數(shù)據(jù)的類型十分重要，因為對于不同類型的數(shù)據(jù)，需要采用不同的統(tǒng)計方法進行處理和分析。,1.2.1分類數(shù)據(jù)、順序數(shù)據(jù)、數(shù)值型數(shù)據(jù)（P5）,分類數(shù)據(jù)(categorical data) 只能歸于某一類別的非數(shù)字型數(shù)據(jù)對事物進行分類的結(jié)果，數(shù)據(jù)表現(xiàn)為

25、類別，用文字（或數(shù)據(jù)代碼）來表述例如，人口按性別分為男、女兩類（1—男，0—女） 順序數(shù)據(jù)(rank data) 只能歸于某一有序類別的非數(shù)字型數(shù)據(jù)對事物類別順序的測度，數(shù)據(jù)表現(xiàn)為類別，用文字（或數(shù)據(jù)代碼）來表述例如，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)(metric data) 按數(shù)字尺度測量的觀察值結(jié)果表現(xiàn)為具體的數(shù)值例如：身高為175cm、168cm、183cm,分類數(shù)據(jù)和順序數(shù)據(jù)稱為定性數(shù)據(jù)或品質(zhì)

26、數(shù)據(jù)；數(shù)值型數(shù)據(jù)稱為定量數(shù)據(jù)或數(shù)量數(shù)據(jù)。,數(shù)據(jù)的計量尺度與類型示例,定類尺度,,定序尺度,定距尺度,定比尺度,,精確程度,良好,,,,1980,134公斤,中國,國籍：,健康狀況：,出生年份:,體重：,定距尺度與定比尺度得到的都是數(shù)值型數(shù)據(jù),1.2.2 觀測數(shù)據(jù)和實驗數(shù)據(jù)（P5）,觀測的數(shù)據(jù)(observational data) 通過調(diào)查或觀測而收集到的數(shù)據(jù)在沒有對事物人為控制的條件下而得到的有關(guān)社會經(jīng)濟現(xiàn)象的統(tǒng)計

27、數(shù)據(jù)幾乎都是觀測數(shù)據(jù)實驗的數(shù)據(jù)(experimental data) 在實驗中控制實驗對象而收集到的數(shù)據(jù)比如，對一種新藥療效的實驗，對一種新的農(nóng)作物品種的實驗等自然科學領域的數(shù)據(jù)大多數(shù)都為實驗數(shù)據(jù),1.2.3 截面數(shù)據(jù)和時間序列數(shù)據(jù)（P6）,截面數(shù)據(jù)(cross-sectional data) 在相同或近似相同的時間點上收集的數(shù)據(jù)描述現(xiàn)象在某一時刻的變化情況比如，2013年我國各地區(qū)的國內(nèi)生產(chǎn)總值數(shù)據(jù)時間序列數(shù)據(jù)(tim

28、e series data) 在不同時間上收集到的數(shù)據(jù)描述現(xiàn)象隨時間變化的情況比如，2000年至2013年國內(nèi)生產(chǎn)總值數(shù)據(jù),1.3 統(tǒng)計中的幾個基本概念 (P6),1.3.1 總體和樣本1.3.2 參數(shù)和統(tǒng)計量1.3.3 變量,1.3.1 總體和樣本（P6）,總體(population)所研究的全部個體(數(shù)據(jù)) 的集合，其中的每一個個體也稱為元素分為有限總體和無限總體有限總體的范圍能夠確定，且元素的數(shù)目是有限的

29、無限總體所包括的元素是無限的，不可數(shù)的樣本 (sample)從總體中抽取的一部分元素的集合構(gòu)成樣本的元素的數(shù)目稱為樣本容量或樣本量 (sample size),抽樣的目的是根據(jù)樣本提供的信息來推斷總體的特征,P7例：燈泡,1.3.2 參數(shù)和統(tǒng)計量（P8）,參數(shù)(parameter)描述總體特征的概括性數(shù)字度量，是研究者想要了解的總體的某種特征值所關(guān)心的參數(shù)主要有總體均值(?)、標準差(?)、總體比例(?)等總體參數(shù)通常用希

30、臘字母表示 統(tǒng)計量(statistic)用來描述樣本特征的概括性數(shù)字度量，它是根據(jù)樣本數(shù)據(jù)計算出來的一些量，是樣本的函數(shù)所關(guān)心的樣本統(tǒng)計量有樣本均值(?x )、樣本標準差(s)、樣本比例(p)等樣本統(tǒng)計量通常用小寫英文字母來表示,還有一些統(tǒng)計量是為統(tǒng)計分析的需要而構(gòu)造出來的，比如，z 統(tǒng)計量、t 統(tǒng)計量、?2統(tǒng)計量、F 統(tǒng)計量等等,,統(tǒng)計中的幾個基本概念,圖1-2（P8）,1.3.3 變量（P9）,變 量(variable)

31、是說明現(xiàn)象某種特征的概念如商品銷售額、受教育程度、產(chǎn)品的質(zhì)量等級等變量的具體表現(xiàn)稱為變量值，即數(shù)據(jù)。通常是對某一特定個體的度量例如：,,1.3.3 變量（P9）,分類變量,數(shù)值型變量,,1.3.3 變量（P9）,分類變量(categorical variable) ：說明事物類別的名稱。順序變量(rank variable)：說明事物有序類別的名稱。數(shù)值型變量(metric variable) ：說明事物數(shù)字特征的名稱。

32、離散變量：取有限個值 連續(xù)變量：可以取無窮多個值 隨機變量和非隨機變量經(jīng)驗變量(empirical variables)：描述我們周圍環(huán)境可以觀察到的事物。理論變量(theoretical variables)：用數(shù)學方法所構(gòu)造出來的變量，比如，z 統(tǒng)計量、t 統(tǒng)計量、?2統(tǒng)計量、F 統(tǒng)計量等 與變量相對的概念是常數(shù)(constant)：常數(shù)(constant)又稱定數(shù)，是指一個數(shù)值不變的常量。在統(tǒng)計中經(jīng)常使用的一種被