統(tǒng)計(jì)學(xué)第1章

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

2、一步調(diào)查發(fā)現(xiàn)，購(gòu)買(mǎi)尿布的人80%都是年輕的父親，在購(gòu)買(mǎi)尿布的時(shí)候，他們順便為自己買(mǎi)點(diǎn)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(jī)構(gòu)的超市里，把啤酒和尿布放在一個(gè)貨架上，以方便年輕的父親，結(jié)果，啤酒銷(xiāo)售額大增。,,枯燥無(wú)味的數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題：“為什么那里繳獲的短槍與長(zhǎng)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(chē)與大車(chē)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(xué),到底戰(zhàn)機(jī)的哪些部位需要鋼板加強(qiáng)呢？,瓦爾德統(tǒng)計(jì)了一段時(shí)間從戰(zhàn)役中返航的戰(zhàn)機(jī)上的彈孔位置。提議：把剩下少數(shù)幾個(gè)沒(méi)有彈孔的部位用鋼板加強(qiáng)——因?yàn)檫@些部位被擊中的飛機(jī)都沒(méi)有返航。,瓦爾德與戰(zhàn)機(jī)的故事,為何要學(xué),找不到不使用統(tǒng)計(jì)的領(lǐng)域 政治、軍事、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、文化、技術(shù)等所有領(lǐng)域都離不開(kāi)統(tǒng)計(jì)找不到不使用統(tǒng)計(jì)的學(xué)科 理、工、農(nóng)、醫(yī)、文，經(jīng)、管、法、哲學(xué)、教育學(xué)、史學(xué)、軍事 學(xué)、藝術(shù)學(xué)等學(xué)科中都不可避免地用到統(tǒng)計(jì)。（01哲

4、學(xué)、02經(jīng)濟(jì)學(xué)、03法學(xué)、04教育學(xué)、05文學(xué)、06歷史學(xué)07理學(xué)、08工學(xué)、09 農(nóng)學(xué)10醫(yī)學(xué)、11軍事學(xué)12管理學(xué) 13藝術(shù)學(xué)。） 有人說(shuō)統(tǒng)計(jì)學(xué)是科學(xué)的“母親”和“仆人”。說(shuō)她是“母親”，因?yàn)榻y(tǒng)計(jì)學(xué)為其他學(xué)科起著孕育、生產(chǎn)新思想的作用；說(shuō)她是“仆人”，因?yàn)榻y(tǒng)計(jì)學(xué)是其他學(xué)科的工具，用統(tǒng)計(jì)規(guī)律逼近客觀規(guī)律的工具。（摘自統(tǒng)計(jì)學(xué)的故事）當(dāng)今社會(huì)處于信息社會(huì)、大數(shù)據(jù)時(shí)代，離不開(kāi)統(tǒng)計(jì),如果要想了解上帝在想什么，我們就必須學(xué)統(tǒng)計(jì)，因?yàn)榻y(tǒng)計(jì)

5、學(xué)就是在測(cè)量上帝的旨意。（最偉大的護(hù)士——南丁格爾）(這里所說(shuō)的上帝就是我們的客觀世界。),如何學(xué)好,一本適用的教材《統(tǒng)計(jì)學(xué)》 （第五版）． 賈俊平、何曉群、金勇進(jìn)編著，中國(guó)人民大學(xué)出版社，2012． 特點(diǎn)：方法闡述簡(jiǎn)潔明了、實(shí)例豐富應(yīng)用性強(qiáng) ——舍棄純粹抽象的數(shù)學(xué)理論及推導(dǎo)，結(jié)合清晰直觀和易于理解的實(shí)例闡述統(tǒng)計(jì)學(xué)的基本概念和方法。 ——提倡使用軟件將學(xué)生從煩瑣的計(jì)算中解脫出來(lái),將精力集中在對(duì)統(tǒng)計(jì)過(guò)程和

6、概念的理解以及實(shí)際應(yīng)用上。 ——提供大量應(yīng)用實(shí)例， 幫助學(xué)生提高應(yīng)用統(tǒng)計(jì)方法的能力。學(xué)生和老師的傾情投入,6,如何學(xué)好,課程參與情況與作業(yè): 30%期末考試: 70%,講課,討論,上機(jī)操作,上課方式與課程成績(jī)分布,如何學(xué)好,主要參考書(shū)《商務(wù)與經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)》 （原書(shū)第11版），戴維.R. 安德森等著, 張建華 等譯, 機(jī)械工業(yè)出版社，2012.4 《 Statistics For Busine

7、ss And Economics 11th Edition》《統(tǒng)計(jì)學(xué)：從數(shù)據(jù)到結(jié)論》（第4版），吳喜之編著，中國(guó)統(tǒng)計(jì)出版社， 2013.3《大數(shù)據(jù)時(shí)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(kù)克耶等著：盛楊燕、周濤譯，浙江人民出版社，2013.1,如何學(xué)好,主要參考書(shū)《女士品茶》，全名《女士品茶——20世紀(jì)統(tǒng)計(jì)學(xué)怎樣變革了科學(xué)》，(美)薩爾斯伯格著 ， 邱東等譯，中國(guó)統(tǒng)計(jì)出版社，20

8、04.11《The Lady Tasting Tea——How Statistics Revolutionized Science in the Twentieth Century 》。 又名《統(tǒng)計(jì)改變了世界》，葉偉文譯，臺(tái)灣天下文化書(shū)坊，2002.4,如何學(xué)好,主要參考期刊《中國(guó)信息報(bào)》《中國(guó)統(tǒng)計(jì)》《統(tǒng)計(jì)研究》《統(tǒng)計(jì)與決策》《數(shù)理統(tǒng)計(jì)與管理》《數(shù)理統(tǒng)計(jì)與應(yīng)用概率》《調(diào)研世界》《中國(guó)國(guó)情國(guó)力》《中國(guó)經(jīng)濟(jì)景

9、氣月報(bào)》《中國(guó)統(tǒng)計(jì)月報(bào)》（英文版）,如何學(xué)好,網(wǎng)絡(luò)資源導(dǎo)航國(guó)家統(tǒng)計(jì)局網(wǎng)站 http://www.stats.gov.cn/ (可鏈接地方統(tǒng)計(jì)局網(wǎng)站)統(tǒng)計(jì)之都 http://cos.name/ 中國(guó)統(tǒng)計(jì)網(wǎng) http://www.i#cn/學(xué)校的圖書(shū)館,統(tǒng)計(jì)學(xué)是什么？要學(xué)什么？,,,,,1.1,統(tǒng)計(jì)及其應(yīng)用領(lǐng)域,,,,,,第 1 章 導(dǎo) 論（P1),1.2,1

10、.1,1.3,統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的類(lèi)型,統(tǒng)計(jì)中的幾個(gè)基本概念,學(xué)習(xí)目標(biāo),1. 理解統(tǒng)計(jì)學(xué)的含義2.理解描述統(tǒng)計(jì)和推斷統(tǒng)計(jì)3.了解統(tǒng)計(jì)學(xué)的應(yīng)用領(lǐng)域4.了解數(shù)據(jù)的類(lèi)型5. 理解統(tǒng)計(jì)中的幾個(gè)基本概念,1.1 統(tǒng)計(jì)及其應(yīng)用領(lǐng)域(P2),1.1.1 什么是統(tǒng)計(jì)學(xué)1.1.2 統(tǒng)計(jì)的應(yīng)用領(lǐng)域,1.1.1 什么是統(tǒng)計(jì)學(xué)（P2）,統(tǒng)計(jì)學(xué)是收集、分析、表述和解釋數(shù)據(jù)的科學(xué)(不列顛百科全書(shū))統(tǒng)計(jì)是一門(mén)收集、分析、解釋和提供數(shù)據(jù)的科學(xué)(韋伯

11、斯特國(guó)際辭典第3版)統(tǒng)計(jì)指的是一組方法，用來(lái)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、獲得數(shù)據(jù)，然后在這些數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上組織、概括、演示、分析、解釋和得出結(jié)論(Mario F.Triola,《初級(jí)統(tǒng)計(jì)學(xué)》),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(jì)方法分析數(shù)據(jù)解釋數(shù)據(jù)：結(jié)果的說(shuō)明得到結(jié)論：從數(shù)據(jù)分析中得出客觀結(jié)論,?統(tǒng)計(jì)學(xué)是一門(mén)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(xué) 。,1.1.1 什么是統(tǒng)計(jì)學(xué)（P2）,1

12、.1.1 什么是統(tǒng)計(jì)學(xué)（P2）,描述統(tǒng)計(jì)(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(jì)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(jì)學(xué)（P2）,橫坐標(biāo)代表廣告投入，而縱坐標(biāo)代表銷(xiāo)售收入。看得出有何種關(guān)系嗎？,19,推斷統(tǒng)計(jì)(inferential statistics),研究如何利用樣本數(shù)據(jù)來(lái)推斷總體特征的

13、統(tǒng)計(jì)方法內(nèi)容：參數(shù)估計(jì)假設(shè)檢驗(yàn)?zāi)康模簩?duì)總體特征作出推斷,,1.1.1 什么是統(tǒng)計(jì)學(xué)（P2）,描述統(tǒng)計(jì)是推斷統(tǒng)計(jì)的前提，推斷統(tǒng)計(jì)是描述統(tǒng)計(jì)的發(fā)展。,1.1.1 什么是統(tǒng)計(jì)學(xué),統(tǒng)計(jì)學(xué)可以稱(chēng)之為“數(shù)據(jù)的科學(xué)”， 其目的是探索數(shù)據(jù)內(nèi)在的數(shù)量規(guī)律性。17世紀(jì)中葉,統(tǒng)計(jì)的英文單詞Statistics首次被人們應(yīng)用。2010年6月3日，第64屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)第90次會(huì)議通過(guò)決議確定每年10月20日為“世界統(tǒng)計(jì)日”。2011年初，國(guó)務(wù)院學(xué)位委

14、員會(huì)在新的研究生專(zhuān)業(yè)目錄中將統(tǒng)計(jì)學(xué)上升為一級(jí)學(xué)科，為統(tǒng)計(jì)學(xué)科和統(tǒng)計(jì)教育的發(fā)展提供了更廣闊的平臺(tái)，也顯示出統(tǒng)計(jì)對(duì)科學(xué)研究、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和社會(huì)發(fā)展的重要性。,歷史上著名的統(tǒng)計(jì)學(xué)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(jì)學(xué)家,Friedrich Gauss (高斯) (1777—1855) Johann Gregor Mendel (孟德?tīng)? (1822—1884)Karl Pearson (皮爾遜) (1857—1936)Ronald Aylmer Fisher (費(fèi)希爾) (1890—1962)Jerzy Neyman（奈曼） (1894—1981) Egon Sharpe Pearson (皮爾遜) (189

17、5—1980)William Feller (費(fèi)勒)(1906—1970).,Friedrich Gauss (高斯),Johann Gregor Mendel (孟德?tīng)?,,1.1.2 統(tǒng)計(jì)的應(yīng)用領(lǐng)域（P2）,經(jīng)濟(jì)學(xué),管理學(xué),醫(yī)學(xué),工程學(xué),社會(huì)學(xué),,,,,,…,,統(tǒng)計(jì)學(xué),統(tǒng)計(jì)在工商管理中的應(yīng)用（P3）,1.1.2 統(tǒng)計(jì)的應(yīng)用領(lǐng)域（P2）,actuarial work (精算) agricultu

18、re (農(nóng)業(yè))animal science (動(dòng)物學(xué)) anthropology (人類(lèi)學(xué))archaeology (考古學(xué)) auditing (審計(jì)學(xué))crystallography (晶體學(xué)) demography (人口統(tǒng)計(jì)學(xué))dentistry (牙醫(yī)學(xué)) ecology (生態(tài)學(xué))

19、econometrics (經(jīng)濟(jì)計(jì)量學(xué)) education (教育學(xué)) election forecasting and projection (選舉預(yù)測(cè)和策劃)engineering (工程) epidemiology (流行病學(xué))finance (金融)fisheries research (水產(chǎn)漁業(yè)研究)gambling (賭博)

20、 genetics (遺傳學(xué))geography (地理學(xué)) geology (地質(zhì)學(xué))historical research (歷史研究) human genetics (人類(lèi)遺傳學(xué)),表1-1,1.1.2 統(tǒng)計(jì)的應(yīng)用領(lǐng)域（P2）,hydrology (水文學(xué)) industry (工業(yè)) lingu

21、istics (語(yǔ)言學(xué)) literature (文學(xué))manpower planning (勞動(dòng)力計(jì)劃)management science (管理科學(xué))marketing (市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)學(xué)) medical diagnosis (醫(yī)學(xué)診斷)meteorology (氣象學(xué)) military science (軍事科

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

23、)quality control (質(zhì)量控制) religious studies (宗教研究)sociology (社會(huì)學(xué)) survey sampling (調(diào)查抽樣)taxonomy (分類(lèi)學(xué)) weather modification (氣象改善),表1-1,1.2 統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的類(lèi)型（P4),1.2.1 分

24、類(lèi)數(shù)據(jù)、順序數(shù)據(jù)、數(shù)值型數(shù)據(jù)1.2.2 觀測(cè)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)1.2.3 截面數(shù)據(jù)和時(shí)間序列數(shù)據(jù),,1.2 統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的類(lèi)型（P4),統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的分類(lèi),圖1-1統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的分類(lèi) （P6）,區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)的類(lèi)型十分重要，因?yàn)閷?duì)于不同類(lèi)型的數(shù)據(jù)，需要采用不同的統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行處理和分析。,1.2.1分類(lèi)數(shù)據(jù)、順序數(shù)據(jù)、數(shù)值型數(shù)據(jù)（P5）,分類(lèi)數(shù)據(jù)(categorical data) 只能歸于某一類(lèi)別的非數(shù)字型數(shù)據(jù)對(duì)事物進(jìn)行分類(lèi)的結(jié)果，數(shù)據(jù)表現(xiàn)為

25、類(lèi)別，用文字（或數(shù)據(jù)代碼）來(lái)表述例如，人口按性別分為男、女兩類(lèi)（1—男，0—女） 順序數(shù)據(jù)(rank data) 只能歸于某一有序類(lèi)別的非數(shù)字型數(shù)據(jù)對(duì)事物類(lèi)別順序的測(cè)度，數(shù)據(jù)表現(xiàn)為類(lèi)別，用文字（或數(shù)據(jù)代碼）來(lái)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(cè)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(lèi)數(shù)據(jù)和順序數(shù)據(jù)稱(chēng)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(chēng)為定量數(shù)據(jù)或數(shù)量數(shù)據(jù)。,數(shù)據(jù)的計(jì)量尺度與類(lèi)型示例,定類(lèi)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(guó),國(guó)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(cè)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（P5）,觀測(cè)的數(shù)據(jù)(observational data) 通過(guò)調(diào)查或觀測(cè)而收集到的數(shù)據(jù)在沒(méi)有對(duì)事物人為控制的條件下而得到的有關(guān)社會(huì)經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象的統(tǒng)計(jì)

27、數(shù)據(jù)幾乎都是觀測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)(experimental data) 在實(shí)驗(yàn)中控制實(shí)驗(yàn)對(duì)象而收集到的數(shù)據(jù)比如，對(duì)一種新藥療效的實(shí)驗(yàn)，對(duì)一種新的農(nóng)作物品種的實(shí)驗(yàn)等自然科學(xué)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)大多數(shù)都為實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),1.2.3 截面數(shù)據(jù)和時(shí)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(shí)間點(diǎn)上收集的數(shù)據(jù)描述現(xiàn)象在某一時(shí)刻的變化情況比如，2013年我國(guó)各地區(qū)的國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值數(shù)據(jù)時(shí)間序列數(shù)據(jù)(tim

28、e series data) 在不同時(shí)間上收集到的數(shù)據(jù)描述現(xiàn)象隨時(shí)間變化的情況比如，2000年至2013年國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值數(shù)據(jù),1.3 統(tǒng)計(jì)中的幾個(gè)基本概念 (P6),1.3.1 總體和樣本1.3.2 參數(shù)和統(tǒng)計(jì)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(gè)體(數(shù)據(jù)) 的集合，其中的每一個(gè)個(gè)體也稱(chēng)為元素分為有限總體和無(wú)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(wú)限總體所包括的元素是無(wú)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(chēng)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(lái)推斷總體的特征,P7例：燈泡,1.3.2 參數(shù)和統(tǒng)計(jì)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(biāo)準(zhǔn)差(?)、總體比例(?)等總體參數(shù)通常用希

30、臘字母表示 統(tǒng)計(jì)量(statistic)用來(lái)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(jì)算出來(lái)的一些量，是樣本的函數(shù)所關(guān)心的樣本統(tǒng)計(jì)量有樣本均值(?x )、樣本標(biāo)準(zhǔn)差(s)、樣本比例(p)等樣本統(tǒng)計(jì)量通常用小寫(xiě)英文字母來(lái)表示,還有一些統(tǒng)計(jì)量是為統(tǒng)計(jì)分析的需要而構(gòu)造出來(lái)的，比如，z 統(tǒng)計(jì)量、t 統(tǒng)計(jì)量、?2統(tǒng)計(jì)量、F 統(tǒng)計(jì)量等等,,統(tǒng)計(jì)中的幾個(gè)基本概念,圖1-2（P8）,1.3.3 變量（P9）,變 量(variable)

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

32、離散變量：取有限個(gè)值 連續(xù)變量：可以取無(wú)窮多個(gè)值 隨機(jī)變量和非隨機(jī)變量經(jīng)驗(yàn)變量(empirical variables)：描述我們周?chē)h(huán)境可以觀察到的事物。理論變量(theoretical variables)：用數(shù)學(xué)方法所構(gòu)造出來(lái)的變量，比如，z 統(tǒng)計(jì)量、t 統(tǒng)計(jì)量、?2統(tǒng)計(jì)量、F 統(tǒng)計(jì)量等 與變量相對(duì)的概念是常數(shù)(constant)：常數(shù)(constant)又稱(chēng)定數(shù)，是指一個(gè)數(shù)值不變的常量。在統(tǒng)計(jì)中經(jīng)常使用的一種被