第六章 温度因子分析
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第六章因子分析第六章因子分析§6.1因子分析的基本原理与模型一、因子分析的基本思想基本思想:根据相关性的大小将变量分组,使得同组内变量间的相关性较高,不同组间的相关性较低。
每组变量代表一个基本结构,并用一个不可观测的综合变量形式表示,这个基本结构成为公共因子。
此时的原始变量就可以分解成两部分之和的形式,一部分是少数几个不可测的所谓公共因子的线性函数,另一部分是与公共因子无关的特殊因子。
目的:从一些有错综复杂的问题中找出几个主要因子,每个主要因子代表原始变量间相互依赖的一种作用。
二、因子分析的基本模型常用的因子分析模型:R型因子分析和Q 型因子分析(一)R型因子分析模型R型因子分析是对变量作因子分析。
R型因子分析中的公共因子是不可直接观测但又客观存在的共同影响因素,每一个变量都可以表示成公共因子的线性函数与特殊因子之和,即:其中:称为公共因子,称为的特殊因子矩阵表达式:且满足:(1)(2),即公共因子与特殊因子是不相关的(3),即各公共因子不相关且方差为1(4),即各个特殊因子不相关,方差不要求相等模型中称为因子载荷,是第个变量在第个因子上的负荷,如果把变量看成维空间中的一个点,则表示它在坐标轴上的投影,因此矩阵称为因子载荷矩阵。
(二)Q型因子分析Q型因子分析是对样品作因子分析。
模型同上注:主成分分析与因子分析的区别主成分分析的数学模型本质上是一种线性变换,是将原始坐标变换到变异程度大的方向上去,相当于从空间上转换观看数据的的角度,突出数据变异的方向,归纳重要信息。
因子分析与主成分分析一样都属降低变量维数的方法。
但因子分析的本质是从显在变量去“提炼”潜在因子的过程。
模型中应注意的问题:(1)变量的协方差阵的分解式为即(2)因子载荷不是唯一的。
三、因子载荷阵的统计意义(一)因子载荷的统计意义对于因子模型可知的协方差若对作标准化处理,的标准差为1,且的标准差为1则(相关系数)综上可知:对于标准化后的,是的相关系数,一方面表示的依赖程度,绝对值越大,密切程度越高;另一方面也反映了变量对公共因子的相对重要性。
因子分析专题§8。
1 引言因子分析是主成分分析的推广,它也是一种把多个变量化为少数几个综合变量的多元分析方法,其目的是用有限个不可观测的隐变量来解释原始变量之间的相关关系.例8.1.1 Linden 对二次大战以来奥林匹克十项全能比赛的得分做了分析研究,他收集了160组数据,这十个全能项目依次为:100米跑、跳远、铅球、跳高、400米跑、110米跨栏、铁饼、撑竿跳高、标枪、1500米跑.但是总的来说基本上可归结为他们的短跑速度、爆发性臂力、爆发性腿力和耐力这四个方面,每一个方面都称为一个因子。
用1021,,,x x x 分别表示十个项目的得分,它们可以表示为含有上述四个因子的线性模型:i i i i i i i f a f a f a f a x εμ+++++=44332211,10,,2,1 =i其中4321,,,f f f f 表示4个因子,称为公因子,ij a 称为第i 个变量在第j 个因子上的载荷。
i μ是总平均,i ε是第i 项得分不能被四个公因子解释的部分,称之为特殊因子.这个模型形式上与线性回归模型几乎一样,但是它们有着本质的区别:回归模型中自变量是可以被观测得到的,而上述因子模型中的4321,,,f f f f 是不可观测的隐变量,这使得该模型理解起来较为困难;再者,两个模型的参数意义也很不相同。
例8。
1.2 为了评价高中学生将来进大学时的学习能力,抽了200名高中生进行问卷调查,共50个问题。
所有这些问题可简单地归结为阅读理解、数学水平和艺术修养这三个方面。
这也是一个因子分析模型,每一方面就是一个因子。
例8.1。
3 公司老板对48名申请工作的人进行面试,并给出申请人在15个方面所得的分数,这15个方面是:(1)申请信的形式;(2)外貌;(3)专业能力;(4)讨人喜欢的能力;(5)自信心;(6)洞察力;(7)诚实;(8)推销能力;(9)经验;(10)驾驶汽车本领;(11)抱负;(12)理解能力;(13)潜力;(14)对工作要求强烈程度(15)适应性.这些问题可以归结为如下的几个方面:申请者外露的能力,讨人喜欢的程度,申请者的经验,专业能力。
因子分析方法范文一、引言因子分析是一种主成分分析方法,用于解释观测变量之间的关系和降低变量的维度。
在社会科学和心理学领域,因子分析被广泛应用于问卷调查和测量工具的开发中。
本文将详细介绍因子分析的基本概念、原理、步骤和应用。
二、因子分析的基本概念1.因子因子指的是解释观测变量之间的共同变异的一组变量。
在因子分析中,我们希望找到一组“潜在因子”,这些因子无法直接观测到,但它们通过观测变量的共同变异来解释数据。
2.因子载荷因子载荷是指变量与因子之间的相关系数,表示变量与因子之间的相关程度。
因子载荷的绝对值越大,表示变量与因子之间的相关性越高。
3.因子旋转因子旋转是调整因子载荷和使因子解释变量之间的关系更为清晰和简单的一种方法。
常见的因子旋转方法有正交旋转和斜交旋转两种。
三、因子分析的原理因子分析的核心原理是通过计算观测变量之间的协方差矩阵,并找到一组“最佳”因子,使得这些因子能够解释尽可能多的变异。
最常用的因子提取方法有主成分分析法和极大似然估计法。
四、因子分析的步骤1.数据准备将需要进行因子分析的数据进行标准化处理,确保所有变量的均值为0,标准差为1,以消除不同变量之间的度量单位差异。
2.因子提取使用主成分分析法或极大似然估计法提取因子。
主成分分析法假设所有因子是非相关的,适用于变量间具有明显线性关系的情况。
极大似然估计法则更加强调因子与变量之间的相关性。
3.因子旋转选择适当的因子旋转方法进行旋转,常用的方法有方差最大化旋转、直角旋转和斜向旋转等。
通过旋转可以使得因子与变量之间的相关性更简明清晰。
4.因子命名和解释根据因子载荷矩阵,为每个因子命名,并解释因子与变量之间的关系。
通过因子载荷,可以判断每个变量在每个因子上的贡献程度。
五、因子分析的应用因子分析广泛应用于心理学、教育学、经济学、市场调研等领域。
以心理学领域为例,因子分析可用于测量心理特征和人格特征。
例如,通过问卷调查,可以使用因子分析识别不同人格特征的因子,并进行心理特征分析。
一、因子分析的基本思想:将变量依据相关性的大小分组,每组变量代表一个基本结构,这个基本结构成为公共因子。
此时原始变量就可分解成两部分之和的形式,•部分是少数几个不可测的公共因子的线性函数,另一部分是与公共因子无关的特殊因子C因子分析还可用于对变量和样本的分类处理“在得出因子表达式之后,就可把原始变量的数据带入表达式得到因子得分值,根据因子得分值在各因子所构成的空间中把变量和样本点画出来,从而得到直观的分类结果。
将研究变量间相关关系的因子分析称为R型因了分析,将研究样本间相关关系的因子分析称为Q型因子分析。
二、因子分析的基本模型:设有〃个样品,每个样品有〃个观测量,这〃个观测量有较强的相关性。
将样本观测数据进行标准化处理,此时,X=(X"2,•••,%)',用F =(鸟上,•••,£“)'(〃<〃)表示标准化后的公共因子。
模型为:X = AF+£,a\\a\2a\m其中4= % ?…? " £ = [«,...,嘴。
a m\ a m2 …a mp_注:(前三条为因子模型的假设前提)1、E(X) = O,协方差矩阵Gov(X)= Z 与相关矩阵R相等;2、E(F) = O, F的协方差矩阵为单位矩阵/,即向量F的各分最是相互独立的;3、E(e) = 0, £的协方差阵为对角阵,即'«,> 2 0一COV(£)=角2,即£的各分量之间也是相互独立的。
_04、F称为公共因子,£称为特殊因子,A的各个元素为称为因子载荷,A称为因子载荷矩阵。
%的绝对值越大,表明X,和F,的相依程度越大,或称公共因子气对于X,的载荷量越大。
三、因子模型中指标的统计意义1、因子载荷%Gw(X") = %勺是X,.和F.的协方差,同时也是X,-和F.的的相关系数。
其统计意义表示X,.依赖于Fi的分量(比重)。
各向异性温度因子;各向异性热参数;anisotropic temperature factors 又称各向异性热参数。
考虑到实际晶体中原子的热振动是各向异性的,在晶体学中以B ll,B22,B33,B12,B13,B23六个各向异性温度因子或热参数,替代单一的各向同性热参数B iso。
,用以描述原子的热振动,并与表达较直观的原子热椭球图有对应关系。
六参数中前三个非交叉项B ii分别反映三个方向方均振幅的相对大小,后三个交叉项B ij(i≠j)则与热椭球相对于晶轴的取向有关、各向异性热参数亦常采用U ij或βij的另两种形态。
各向同性温度因子;isotropic temperature factor反映原子在晶体中平均热振动水平的物理因子,又称各向同性热参数。
若设晶体中原子的热振动是各向同性的,原子热振动的方均根振幅为u,则各向同性温度因子或各向同性热参数的定义式为u2B iso≡8π2u2。
整个晶体可有一个总体反映原子热振动水平的各向温度因子,亦可分别赋予每个个别原子以各向同性温度因子。
晶体的各向异性温度因子是如何定义的?晶体中的原子普遍存在热运动,这种运动在绝对零度时也未必停止。
通常所谓的原子坐标是指它们在不断振动中的平衡位置。
随着温度的升高,其振动的振幅增大。
这种振动的存在增大了原子散射波的位相差,影响了原子的散射能力,即衍射强度。
在晶体中,特别是对称性低的晶体,原子各个方向的环境并不相同,因此严格的说不同方向的振幅是不等的,由此引入了各向异性温度因子。
在进行Rietveld结构精修时,是否该对温度因子进行约束?如何约束以及约束范围?由于温度因子是随着衍射角的增加而对强度的影响增大,所以,如果要精修温度因子,就一定要收集高角度的数据。
Fullprof精修时,Biso的值给如何设定?是否有个大概的取值范围?Biso 是温度因子,occu是占有率。
从我拟合来看,Biso与原子的位置有关系。
温度因子是反映原子或离子偏离平衡位置的程度,因为晶胞中各原子都要做热振动的。
因子分析的一般原理概述简才永因子分析是处理多变量数据的一种统计方法,它可以揭示多变量之间的关系,其主要目的是从众多的可观测得变量中概括和综合出少数几个因子,用较少的因子变量来最大程度地概括和解释原有的观测信息,从而建立起简洁的概念系统,揭示出事物之间本质的联系。
一、因子分析的种类(一)、R型因子分析与Q型因子分析这是最常用的两种因子分析类型。
R型因子分析,是针对变量所做的因子分析,其基本思想是通过对变量的相关系数矩阵内部结构的研究,找出能够控制所有变量的少数几个随机变量去描述多个随机变量之间的相关关系。
然后再根据相关性的大小把变量分组,使同组内的变量之间的相关性较高,不同组变量之间的相关性较低。
Q型因子分析,是针对样品所做的因子分析。
它的思路与R因子分析相同,只是出发点不同而已。
它在计算中是从样品的相似系数矩阵出发,而R 型因子分析在计算中是从样品的相关系数矩阵出发的。
(二)、探索性因子分析与验证性因子分析探索性因子分析(EFA),主要适用于在没有任何前提预设假定下,研究者用它来对观察变量因子结构的寻找、对因子的内容以及变量的分类。
通过共变关系的分解,进而找出最低限度的主要成分,让你后进一步探讨这些主成分或共同因子与个别变量之间的关系,找出观察变量与其对应因子之间的强度,即所谓的因子负荷值,以说明因子与所属的观察变量的关系,决定因子的内容,为因子取一个合适的名字。
验证性因子分析(CFA),要求研究者对研究对象潜在变量的内容与性质,在测量之初就必须有非常明确的说明,或有具体的理论基础,并已先期决定相对应的观测变量的组成模式,进行因子分析的目的是为了检验这一先前提出的因子结构的适合性。
这种方法也可以应用于理论框架的检验,它在结构方程模型中占据相当重要的地位,有着重要的应用价值,也是近年来心理测量中相当重要的内容。
二、因子分析基本思想、模型与条件(一)、因子与共变结构因子分析的基本假设是那些不可观测的“因子”隐含在许多现实可观察的事物背后,虽然难以直接测量,但是可以从复杂的外在现象中计算、估计或抽取得到。