偏度和峰度
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五、偏度与峰度
(一)偏度 偏度是指次数分布非对称的偏态方向程度。为了精确测定次数分布的偏斜状况,统计上采用偏斜度指标。计算偏斜度有不同的方法,现介绍其中比较简单的一种方法。
由前述介绍可知,在对称分布条件下,=Me=M0;在偏态分布条件下,三者存在数量(位置)差异。其中,Me居于中间,与M0分居两边,因此,偏态可用与M0的绝对差额(距离)来表示,即
与M0的绝对差额越大,表明偏斜程度越大;与M0的绝对差额越小,则表明偏斜程度越小。当>M0,说明偏斜的方向为右(正)偏;当
由于偏态是以绝对数表示的,具有原数列的计量单位,因此不能直接比较不同数列的偏态程度。为了使不同数列的偏态值可比,可计算偏态的相对值,即偏斜度(α)又称为偏态系数,就是将偏态的绝对数用其标准差除之。公式为:
(4-55)
偏斜度是以标准差为单位的算术平均数与众数的离差,故其取值范围一般在0与±3之间。α为0表示对称分布,α为+3与-3分别表示极右偏态和极左偏态。
(二)峰度 峰度是指次数分布曲线顶峰的尖平程度,是次数分布的又一重要特征。统计上,常以正态分布曲线为标准,来观察比较某一次数分布曲线的顶端正党风尖顶或平顶以及尖平程度的大小。
根据变量值的集中与分散程度,峰度一般可表现为三种形态:尖顶峰度、平顶峰度和标准峰度。当变量值的次数在众数周围分布比较集中,使次数分布曲线比正态分布曲线顶峰更为隆起尖峭,称为尖顶峰度;当变量值的次数在众数周围分布较为分散,
使次数分布曲线较正态分布曲线更为平缓,称为平顶峰度。可见,尖顶峰度或平顶峰度都是相对正态分布曲线的标准峰度而言的。
峰度的测定,一般是采用统计动差方法,即以四阶中心动差V4为测定依据,将V4除以其标准差的四次方σ4,以消除单位量纲的影响,便于不同次数分布曲线的峰度比较,从而得到以无名数表示的相对数,即为峰度的测定值(β)。计算公式为:
(4-56)
由统计计算分析可知,当次数分布为正态分布曲线时,β=3,以此为标准就可比较分析各种次数分布曲线的峰度。当β>3时,表示分布曲线呈尖顶峰度,为尖顶曲线,说明变量值的次数较为密集地分布在众数的周围,β值越大于3,分布曲线的顶端越尖峭。当β<3时,表示分布曲线呈平顶峰度,为平顶曲线,说明变量值的次数分布比较均匀地分散在众数的两侧,β值越小于3,则分布曲线的顶峰就越平缓。一般当β值接近于1.8时,分布曲线呈水平矩形分布形态,说明各组变量值的次数相同。当β值小于1.8时,次数分布曲线趋向“U”型分布。实际统计分析中,通常将偏度和峰度结合起来运用,以判断变量分布是否接近于正态分布。
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你的位置:第四章 | 第七节|四、标志变异相对指标
四、标志变异相对指标
上述讨论的各种标志变异的绝对指标,如平均差、标准差等,是有计量单位的名数,其数值的大小不仅受标志值变动的影响,而且又受平均水平高低的影响。因此,为了对比分析不同平均水平的变量数列的标志变动度,不宜直接用平均差或标准差,而应消除计量单位不同以及平均水平高低不一的影响,计算能反映标志变动的相对指标,即标志变动系数,又称离散系数或变异系数。常用的标志变动系数有平均差系数和标准差系数,而以标准差系数的应用最为普遍。此外,有时也应用全距系数。
(一)平均差系数 即平均差除以相应的算术平均数,反映标志值离差的相对水平,记作VA.D.,其公式如下:
(4-53)
(二)标准差系数 即标准差除以相应的算术平均数,反映标志值离差的相对水平,记作Vσ,其计算公式为:
(4-54)
综上所述,可见标志变动系数一般用百分数表示,由于把相应的算术平均数都化作100,因而标志变动系数可以用来比较平均水平不同的几组标志值的变动程度。同时,平均差系数、标准差系数只是平均差、标准差相当于相应的算术平均数的百分比,不再保持原有资料的单位,因此,可以用来比较计量单位不同的指标之间的变异程度。
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你的位置:第四章 | 第七节|三、交替标志的平均数与标准差
三、交替标志的平均数与标准差
在统计研究中,经常遇到这样一种情况,即总体全部单位可划分两种情况,即具有或不具有某种性质的单位,这两部分单位合并构成一个总体。例如,全部产品经质量检验,可分为合格品和非合格品两部分;人口总体按性别可分为男性和女性两部分等等。这种通过“是、否”或“有、无”的区分将总体单位划分为两部分的标志,称为交替标志。它在总体单位间以两种形式出现,非此即彼。交替标志主要用于反映总体单位间性质上的差别。
对交替标志进行研究,需要把这种标志在性质上的差别转化为数量上的差异,进一步分析其数量特征。统计上是通过(0,1)变量值的处理方法对其进行过渡。由于
交替标志只有两种标志表现,因此可用1代表具有某种性质的单位的标志值,用0代表不具有某种性质的单位的标志值,并将具有某种标志值的那部分总体单位数占总体全部单位数的比重(成数),用P表示,将不具有某种标志值的那部分总体单位数占总体全部单位数的比重(成数),用Q表示。即:
通过以上对交替标志的过渡与转换,就能计算交替标志的平均数与标准差。计算交替标志的平均数和标准差的方法可以表述如下:
表4-8
交替标志值X 总体成数
f Xf X-
(=P) (X-)2 (X-)2f
1
0 P
Q P
0 1-P
0-P (1-P)2
(0-P)2 (1-P)2P
(0-P)2Q
合计 1 P - - Q2P+P2Q
交替标志的平均数:(4-51)
交替标志的标准差:
(4-52)
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你的位置:第四章 | 第七节|二、标志变异绝对指标
二、标志变异绝对指标
常用的标志变异指标有全距、平均差和标准差。这一类变异指标主要用以反映标志变动的绝对程度,用绝对数表示,一般不能用于不同总体之间离散程度大小的直接比较。
(一)全距 就是总体各单位标志值中的最大值与最小值的差距,借以表明总体标志值的差异范围的大小。在组距数列中,全距的近似值不是最高组的上限与最低组的下限之差。由于全距(R)是一个数列中两个极端数值之差,所以又称为极差:
R=Xmax-Xmin (4-39)
全距是测定标志变动度最简单的方法,计算简便,而且容易理解,因此在很多场合采用全距来约略地说明某些现象的标志变动程度,例如农作物收获率的差距、某一商品价格的差距等。特别是在现代化高速生产的工艺过程中,常用全距检查产品质量的稳定性和进行质量控制。但由于全距不是根据全部标志值计算的,很容易受极端数值的影响,其结果不能充分反映现象的实际离散程度,因而在应用方面有一定的局限性。
(二)平均差 平均差就是总体各单位标志值对其算术平均数的离差绝对值的算术平均数,它能综合反映总体各单位标志值的变动程度。平均差愈大,表示标志变动度愈大;反之,平均差愈小,表示变动度愈小。
在资料未经分组的情况下,平均差(用A.D.代表)可按下述公式计算:
(4-40)
由于各个标志值与其算术平均数的离差的代数和恒等于零,所以要用离差的绝对值()计算平均差。在资料已分组的情况下,要计算加权平均差,其计算公式为:
(4-41)
上式中的X,在组距数列中则用各组的组中值代表。平均差不同于全距,它考虑
了总体全部单位标志值的差异,能较准确地反映总体各标志值的平均变异程度。但由于它采用绝对值的离差形式加以数学假定,在运用上有较大的局限性,因此,需要采用一种数学性能更优越的标志变异指标,即标准差。
(三)标准差 为了克服平均差采用离差绝对值计算的缺点,可以先求出各人标志值对其算术平均数的离差,将各项离差加以平方()2,以消除离差的正负号;然后再计算这些离差平方的算术平均数,所得结果称为总体方差。如果用符号σ2代表总体方差,其计算公式为:
(4-42)
因为统计指标数值一般都是名数,而名数的平方除了少数如平方米等有意义外,很多名数如千克、元等等的平方并没有现实意义,不容易理解,因此,在统计分析中通常将方差开方,求出正平方根,还原为与平均数相同的名数,称为标准差或均方差,记作σ,其公式如下:
(4-43)
上式可以化为:
(4-44)
因为,所以
(4-45)
上述(4-43)、(4-44)和(4-45)式是根据未分组资料计算标准差的简单平均
式。如果用(4-45)式计算标准差,可以不必先求出,直接按各个标志值计算,从而避免因计算平均数时四舍五入经起的舍入误差。
由分组资料或组距数列计算均方差,需要采用加权公式:
(4-46)
同理,上式也可以化为如下的形式:
(4-47)
当X和f的数值相当大时,计算标准差的过程相当复杂,可以采用简捷法。根据算术平均数的数学性质,可以将(4-47)式化为:
(4-48)
设,则
(4-49)
标准差不仅具有平均差的优点,而且在数学处理上比平均差更为合理。其一,采用玉立的方法来消除离差的正负号,便于数学运用。其二,运用了最小值的数学性质,使标准差的计算更精确、更科学。其三,在正态分布条件下,标准差与平均数有着明确的数量关系,是真正测度离中趋势的标准。
在分组条件下求标志值的标准差和未分组条件下求所有标志值的标准差,其结果是不同的。在社会经济统计分析中,我们经常要将分组分析与标志变异分析结合起来应用,这就要求我们能根据不同层次的分组要求计算各层次的方差,即计算总方差,组间方差与组内方差。
总方差就是指总体中所有标志值与其总平均数离差平方的算术平均数,它是以所有标志值对总平均数计算的标准差平方,反映整个总体的总离差。组间方差是根据各组平均数对其总平均数计算的标准差平方,反映各组之间的离差。组内方差是根据各