统计学的对象与方法.ppt

统计学原理,?,唐跃志tangyz_hustTel参考教材,黄良文、曾五一统计学原理。贾俊平、何效群、金勇进统计学。佐和隆光数量经济分析基础,统计学原理,参考教材,黄良文、曾五一统计学原理。贾俊平、何效群、金勇进统计学。佐和隆光数量经济分析基础,统计学原理,学习目标,了解统计的作用。掌握统计学的基本原理和基本方法。使用统计方法，对所研究的对象，进行数量分析。,统计学原理,总目录,Ch1统计学的对象和方法Ch2统计数据与统计调查Ch3数据的整理与描述Ch4统计分布的数值特征Ch5抽样和抽样分布Ch6统计推断Ch7相关与回归分析Ch8统计指数Ch9时间序列分析Ch10统计预测与预警分析,统计学原理,Ch1统计学的对象和方法,统计学原理,1.1统计与统计学1.2统计学的分科(new)1.3统计学与其他学科的关系(new)1.4统计学的方法1.5统计学的产生和发展(new),主要介绍：统计与统计学，统计的历史，统计的作用，统计的特点，统计的基本方法。,Ch1主要内容,Ch1统计学的对象和方法1.1统计与统计学1.2统计学的分科(new)1.3统计学与其他学科的关系(new)1.4统计学的方法1.5统计学的产生和发展(new),Ch1学习目的,1，掌握统计学的对象和性质2，掌握统计学的基本范畴3，掌握统计学的方法,Ch1统计学的对象和方法1.1统计与统计学1.2统计学的分科(new)1.3统计学与其他学科的关系(new)1.4统计学的方法1.5统计学的产生和发展(new),Ch1统计学的对象和方法,统计学原理,1.1统计与统计学1.2统计学的分科(new)1.3统计学与其他学科的关系(new)1.4统计学的方法1.5统计学的产生和发展(new),1.1统计与统计学,1.1.1统计与统计研究对象1.1.2统计（研究对象数据）的特点1.1.3统计学的作用,Ch1统计学的对象和方法1.1统计与统计学1.2统计学的分科(new)1.3统计学与其他学科的关系(new)1.4统计学的方法1.5统计学的产生和发展(new),返回,一、统计问题【例1-1】市场研究。面对变化多端、杂乱无章的市场数据，理性的投资者，如何去认识这个多变的市场运动规律呢？这个市场运动规律，有什么特点？,Ch1统计学的对象和方法1.1统计与统计学,1.1.1统计与统计研究对象,【例1-2】市场经济国家收入的负幂分配现象。也称为帕累托统计分布规律。意大利经济学家帕累托在1897年研究英国高收入居民的收入时首先发现，各国的经济制度虽然不同，但收入分配却有共同的规律，它可以写成N=N0X-b，b0.N0其中为人口总数，X为收入水平，N为收入不少于X之人数。为什么存在帕累托分布规律？帕累托分布现象，是偶然的现象还是必然的现象？,Ch1统计学的对象和方法1.1统计与统计学,1.1.1统计与统计研究对象,【例1-3】收入的两级分化:帕累托还发现，如果将社会人口由富人到穷人依次排列，占人口比重较大的低收入人口，没有取得与人口比重相应的社会收入，相反，占人口比重较小的高收入人口，却取得了社会收入的较大份额。这种现象也叫收入的两级分化。为什么会出现收入的两级分化？帕累托分布规律与收入的两级分化是什么关系？,Ch1统计学的对象和方法1.1统计与统计学,1.1.1统计与统计研究对象,【例1-4】宏观经济基本规律（统计特征事实）：恩格尔曲线(EngelsCurve)：家庭生活食品支出占总支出的比重，随家庭总收入的上升而递减。菲利普斯曲线(PhillipsCurve)：经济失业率与通胀率的负相关关系。“高失业率与高通胀，低失业率与低通胀”的正相关关系。,Ch1统计学的对象和方法1.1统计与统计学,1.1.1统计与统计研究对象,食品支出比重,失业率,【例1-4】宏观经济基本规律（统计特征事实）：奥肯定律(OkunsLaw)美国经济增长率与失业率之间的关系规律：u=-0.5(y-2.25)u表示失业率的变化，y表示经济增长率。基本结论：失业率与经济增长率之间具有密切的联系，通过经济增长率可以对失业率进行大致的判断。,Ch1统计学的对象和方法1.1统计与统计学,1.1.1统计与统计研究对象,经济增长率y,失业率变化u,u=-(y-2.25)/2,失业率u,u=-y(y-5)/4+c,【例1-5】市场的波动聚集：(价格波动的长期记忆性)实证研究发现，金融市场的波动经常交替出现，大波动后通常会紧跟着另一大波动，而小波动后通常会紧跟着另一小波动。也就是说,一只股票在t+s时的价格变化与t时的价格变化尽管符号可能不相关,但其绝对值却是相关的.这种相关性可以用幂律s-r的形式来刻画.因为0r1,Ch1统计学的对象和方法1.1统计与统计学,1.1.1统计与统计研究对象,【例1-5】股票收益率分布：尖峰厚尾,Ch1统计学的对象和方法1.1统计与统计学,1.1.1统计与统计研究对象,如何去发现这些领域的经验规律？同时，要去解释：为什么有尖峰厚尾？为什么发生两级分化？。？不同的市场为什么有共同的规律？（幂律！）具体步骤：（不知因果关系）第1步“猜测”！第2步科学总结！第3步统计！“猜测”！科学总结！统计！,Ch1统计学的对象和方法1.1统计与统计学,1.1.1统计与统计研究对象,二，统计就是以客观现象的数量关系和数量特征为研究对象，通过搜集、整理、归纳和分析等手段，探索总结客观数据现象的内在规律性。,Ch1统计学的对象和方法1.1统计与统计学,1.1.1统计与统计研究对象,二，统计统计是认识最直接、最有效的手段。统计是科学总结的基础。统计的用途很广。统计学是经济研究最常用的工具。,Ch1统计学的对象和方法1.1统计与统计学,1.1.1统计与统计研究对象,1.1.1统计与统计研究对象,三，统计数据和统计定律统计数据：利用统计方法搜集到的现象数据。统计定律：利用统计数据归纳发现的经验规律。帕累托分布和收入的两级分化，就是统计归纳发现的经济现象的统计定律。统计定律，是客观规律的近似反映。统计方法：统计程序。,Ch1统计学的对象和方法1.1统计与统计学,四，统计研究对象统计的研究对象：是客观现象的数量关系和数量特征，客观统计数据。客观现象的统计数据，是统计研究的基础和出发点。没有统计数据，就无法进行统计研究。统计的作用，就是利用统计数据，充分发现、提出现象的统计规律性，并试图问为什么有此规律。,Ch1统计学的对象和方法1.1统计与统计学,1.1.1统计与统计研究对象,五，统计过程与统计学统计学，就是关于如何搜集、整理、归纳和分析客观数据的方法论科学。或者说，统计学是关于数据分析的科学，是关于研究现象数量表现的科学。统计过程搜集数据.整理数据.归纳数据.分析数据.其中：1，数据搜集：主要通过调查与实验，来获得所需要的数据。2，数据的整理：通过数据的分组或者分类技术，获得现象的差异性认识。3，数据的归纳、展示：主要是利用图表技术，展示现象的特征特点。4，数据分析：通过各种分析方法，寻找现象之间的相互联系。,Ch1统计学的对象和方法1.1统计与统计学,1.1.1统计与统计研究对象,六，统计的历史作用英国的威廉配第(W.Petty，16231687)，利用统计方法，研究了十七世纪中叶的英国、法国、荷兰的“财富和力量”对比；英国的约翰格朗特(J.Graurt，16201674)，则利用统计图表，研究并发现了一系列人口演变规律；法国的拉普拉斯(P.S.Laplace，17491827)，利用统计数据，推算了法国的人口数；比利时的凯特勒(A.Quetelet，17961874)，应用概率统计，研究了犯罪、人口、寿命等社会问题的成因；英国学者高尔顿(F.Galton，18761937)与皮尔逊(K.Pearson，18571936)，则利用了统计技术，研究并发现了遗传学领域的“回归”定律；,Ch1统计学的对象和方法1.1统计与统计学,1.1.1统计与统计研究对象,返回,统计学是研究数量表现的学科。但它的研究对象却有自身的特点。数量性：统计数据是反映客观现实的具体数量，而非抽象的量。总体性：统计数据是反映现象总体数量特征的数据，其研究及成果是一个总体研究，而非个别研究。变异性：统计研究的是同类现象总体的数量特征；但这些总体单位的特征表现是有差异的；其差异的来源是随机因素，而非特定原因。-统计研究对象，也叫随机现象。,1.1.2统计（研究对象统计数据）的特点,Ch1统计学的对象和方法1.1统计与统计学,返回,一、统计学的特点（为什么用统计方法得到的结果是比较准确的？）统计学是研究数据数量表现的学科。（研究随机现象的学科。）统计是一个定量研究。这个定量研究，具有客观、精确和可检验的特点，所以，统计方法就成为实证研究的最重要方法。统计学可以应用于所有的领域。在统计学基础上，发展起来的应用学科相当多。,1.1.3统计学的作用,Ch1统计学的对象和方法1.1统计与统计学,二、统计学的作用统计的作用，概括起来一般为以下三点：1，理论安排。几乎所有的科学实验，都把统计方法作为认知的有效手段。比如，在实验前，利用统计方法，做出科学的实验安排。2，理论归纳。在实验中，依靠统计分析显示事物之间的关系及规律性。特别是，当人们对现象的规律一无所知或者知之甚少时，统计可以帮助我们找到的规律的线索，指明研究的方向，并利用规律，解决前进过程中出现的新情况新问题。3，理论检验。在实验后，对实验结果做出解释，并检验它的正确性。,1.1.3统计学的作用,Ch1统计学的对象和方法1.1统计与统计学,返回,1.2统计学的分科,1.2.1描述统计学与推断统计学1.2.2理论统计学与应用统计学,Ch1统计学的对象和方法1.1统计与统计学1.2统计学的分科(new)1.3统计学与其他学科的关系(new)1.4统计学的方法1.5统计学的产生和发展(new),返回,一、描述统计与推断统计统计学早期的研究方法，侧重于对现象总体数量特征的描述和对比，称为描述统计学。20世纪20年代以后，其研究方法发展为，以随机抽样为基础，对总体数量特征的推断，称为推断统计学。,1.2.1描述统计与推断统计,Ch1统计学的对象和方法1.2统计学的分科(new),二、描述统计与推断统计的关系,1.2.1描述统计与推断统计,Ch1统计学的对象和方法1.2统计学的分科(new),返回,一、理论统计学与应用统计学理论统计学，是把研究对象一般化、抽象化，以概率论为基础，对统计方法加以论证。理论统计学的中心内容是统计推断，实质上是用归纳方法，研究随机变量的一般规律。例如，统计分布理论，统计估计与假设检验理论，相关与回归分析，方差分析，时间序列分析，随机过程理论，等等。应用统计学，是从研究领域和专门的问题出发，针对研究对象的性质，采用适当的指标体系和统计方法，解决所要研究的问题。例如，工程统计，医学统计，社会统计，经济统计，等等。,1.2.2理论统计学与应用统计学,Ch1统计学的对象和方法1.2统计学的分科(new),二、理论统计学与应用统计学的区别：第一，理论统计学以方法为中心，建立统计指标体系，并在各种方法项下阐明所能解决的问题；方法问题.应用统计学则以问题为中心，建立专门的统计指标体系，并在各种问题项下阐明所能解决的问题。问题方法.第二，理论统计学从事随机变量的数学分析；应用统计学不仅从事数量分析，还要进行质量分析。,1.2.2理论统计学与应用统计学,Ch1统计学的对象和方法1.2统计学的分科(new),返回,1.3统计学与其他学科的关系,1.3.1统计学与数学的关系1.3.2统计学与其他学科的关系,Ch1统计学的对象和方法1.1统计与统计学1.2统计学的分科(new)1.3统计学与其他学科的关系(new)1.4统计学的方法1.5统计学的产生和发展(new),返回,一、统计学与数学的关系统计学几乎可以应用于所有领域。统计学是研究数据数量表现的学科，但与数学有本质的区别与联系。二、统计学与数学的联系:统计学使用大量的数学知识。数学为统计理论、统计方法的发展提供了数学基础。不能将统计学等同于数学。,1.3.1统计学与数学的关系,Ch1统计学的对象和方法1.3统计学与其他学科的关系(new),三、统计学与数学的区别：数学研究的是抽象的数量关系，统计学研究具体、实际的数量关系;数学研究的是没有量纲或者单位的抽象数，统计学研究具体实物或者有单位的数据;统计学与数学的逻辑方法不同,数学使用的是演绎方法;统计学使用的是演绎与归纳相结合的方法，但以归纳方法为主。,1.3.1统计学与数学的关系,Ch1统计学的对象和方法1.3统计学与其他学科的关系(new),四、数学与统计学的逻辑体系,1.3.1统计学与数学的关系,Ch1统计学的对象和方法1.3统计学与其他学科的关系(new),返回,一、统计学与与其他学科的关系,1.3.2统计学与其他学科的关系,Ch1统计学的对象和方法1.3统计学与其他学科的关系(new),返回,1.4统计学的方法,1.4.1大数定律的方法论意义1.4.2统计研究基本方法1.4.3理论假设与现实统计的距离,Ch1统计学的对象和方法1.1统计与统计学1.2统计学的分科(new)1.3统计学与其他学科的关系(new)1.4统计学的方法1.5统计学的产生和发展(new),返回,一、大数定律：大数定律，是随机现象的一般规律。统计研究现象，是总体的数量特征。这个数量特征，是一个随机现象。大数定律，亦称大数法则；它是指大量随机现象的平均结果一定是稳定的。比如：在一定时期内，每个人的身高是不一样的；但是社会人群的平均身高值，却会在相当长的一段时间内，维持一个比较稳定的数值。最理想的大数定律，是正态分布规律。,1.4.1大数定律的方法论意义,Ch1统计学的对象和方法1.4统计学的方法,二、大数定律的几何解释研究方向,1.4.1大数定律的方法论意义,Ch1统计学的对象和方法1.4统计学的方法,三、大数定律的方法论意义现象总体的某种规律，只有该现象总体的数量足够多的时后，才能显现出来；现象的某种总体规律，通常以平均数的形式表现出来；所研究现象总体包含的单位数越多，平均数就越能正确的反映这些现象的规律性；各单位的共同倾向决定着平均数的水平，而单位对平均数离差的影响则不大。,1.4.1大数定律的方法论意义,Ch1统计学的对象和方法1.4统计学的方法,四、大数定律的数学表示独立同分布的随机变量系列的极限分布，是正态分布。它也叫中心极限定理。,1.4.1大数定律的方法论意义,Ch1统计学的对象和方法1.4统计学的方法,0,x,f(x),大数定律（高斯分布）与尖峰厚尾,1.4.1大数定律的方法论意义,Ch1统计学的对象和方法1.4统计学的方法,尖峰厚尾解释模型（在高斯分布基础上）：GARCH(1,1),1.4.1大数定律的方法论意义,Ch1统计学的对象和方法1.4统计学的方法,返回,一、统计学的基本方法统计研究方法，主要有：实验设计，大量观察，统计描述，统计推断。其中，统计推断，又包括参数估计和假设检验。,1.4.2统计学的基本方法,Ch1统计学的对象和方法1.4统计学的方法,二、实验设计：就是设计实验的合理程序，使得搜集到的数据满足统计分析的需要。实验设计三原则：重复性原则：即允许在相同条件下重复进行多次实验。随机性原则：在实验设计中，对实验对象的分配和实验次数都是按随机安排的。区组化原则：利用类型分组技术，对实验对象按有关标志顺序排队，然后依次将各单位随机地分配到各组，使各组组内标志值的差异相对扩大，而组间的差异相对的小。具体方法：室内实验法；市场实验法；,1.4.2统计学的基本方法,Ch1统计学的对象和方法1.4统计学的方法,三、大量观察法：就总体中的全部或者足够多的单位进行观察，并加以综合研究。具体方法：普查；抽样调查；统计报表调查；重点调查。,1.4.2统计学的基本方法,Ch1统计学的对象和方法1.4统计学的方法,四、统计描述：对数据进行登记，审核，整理，归类，计算出能反映总体数量特征的综合指标，并加以分析，从中抽出有用的信息，用表格和图像表示出来。具体方法：分组法：研究总体差异。综合指标法：用指标反映特征。统计模型法：用数学方程模拟客观现象。具体内容：搜集数据；整理数据；描述数据特征；找出数据的基本规律。,1.4.2统计学的基本方法,Ch1统计学的对象和方法1.4统计学的方法,五、统计推断：以一定的置信标准要求，根据样本数据来判断总体数量特征的归纳推理方法。具体方法：参数估计法：在一定置信（风险）下，用样本数据去估计总体数量特征。假设检验法：在一定置信标准（风险假设）下，用样本数据去检验总体数量特征。如果样本数据满足假设要求则假设得证；反之，否定假设。,1.4.2统计学的基本方法,Ch1统计学的对象和方法1.4统计学的方法,六、统计方法使用的一般原则：一个具体的统计问题，应该使用何种统计方法，与统计问题所处的研究阶段有关。统计研究的各个阶段，从统计资料的搜集、数据的整理汇总，以至统计分析检验，都有专门的方法。在资料搜集时，对于无法从实验取得资料的现象，一般应用大量观察法；对于可以通过实验取得资料的现象，一般应建立在合理的试验设计基础上；在数据的整理和汇总时，则多使用统计描述法；而在统计分析和检验时，则主要使用统计推断法。,1.4.2统计学的基本方法,Ch1统计学的对象和方法1.4统计学的方法,七、统计方法使用原则图解：,1.4.2统计学的基本方法,Ch1统计学的对象和方法1.4统计学的方法,返回,一、理论与现实的距离问题：统计分析的前提是，假定现象规律和数据规律存在高度的对称性。在此前提下，才有可能通过部分数据的归纳，总结出现象的规律性；并以此为依旧，检验原有假设的正确与否。但事实上，实证结果与理论假设常常存在较大的偏差。是什么原因造成如此大的偏差呢？这里的解释无外乎有两种：一是统计数据的代表性不够，出现了通常讲的统计假象；二是理论本身就存在不足，或者干脆有错误，因此，理所当然就存在偏差问题。因此，从这个意义上说，统计可以对理论进行实证检验。,1.4.3理论假设与统计现实的距离,Ch1统计学的对象和方法1.4统计学的方法,返回,1.5统计学的产生和发展,1.5.1政治算术社会经济统计1.5.2概率论数理统计,Ch1统计学的对象和方法1.1统计与统计学1.2统计学的分科(new)1.3统计学与其他学科的关系(new)1.4统计学的方法1.5统计学的产生和发展(new),返回,一、政治算术社会经济统计的历史政治算术学派，产生于17世纪的英国。该学派代表人物，是威廉配第(W.Petty，1623-1687)和约翰格朗特(J.Graurt，1620-1674)。,1.5.1政治算术社会经济统计,Ch1统计学的对象和方法1.5统计学的产生和发展(new),二、威廉配第(W.Petty，1623-1687)在政治算术一书中，开天辟地地使用数量对比的方法，分析了十七世纪中叶，英国、法国、荷兰三国的“财富和力量”状况，论证当时英国的国际地位并不悲观。因为他在政治算术中提出了“劳动价值论”的观点，马克思称他为“政治经济学之父”；又因为他第一个用数字、重量和尺度，作为论据的方法来论证想说明的问题，又被后人称为统计学的创始人。,1.5.1政治算术社会经济统计,Ch1统计学的对象和方法1.5统计学的产生和发展(new),三、约翰格朗特(J.Graurt，1620-1674)通过大量的观察，研究并发现了一系列人口统计规律。如，男婴出生多于女婴，基本上为14：13；男性的死亡率高于女性；新生儿在大城市的死亡率较高；一般疾病和事故的死亡率较稳定，而传染病的死亡率波动较大；等等。在对死亡表的自然和政治观察中，格朗特根据当时伦敦发表的人口公报，分析了人口出生和死亡的关系，如性别比例关系，不同死因的死亡人数占死亡人数的比重等。在具体分析方法中，他采用了具有现代统计学意义的数量分析法；在方法论上，开创了现代统计分析方法的先河。因此被认为是统计学的正宗。,1.5.1政治算术社会经济统计,Ch1统计学的对象和方法1.5统计学的产生和发展(new),返回,一、概率论数理统计的历史政治算术学派，以社会经济现象为研究对象，属于实质性科学，至于统计方法，仅仅属于所使用的工具而已。到了18世纪，作为数学分支的概率论，被引入统计学，形成了数理统计学派，从而使统计学方法产生了重大进步。数理统计，是以随机现象为研究对象。它是对统计方法的科学性进行论证的一个专门性学科。代表人物有法国数学家拉普拉斯(P.S.Laplace，17491827)，比利时统计学家阿道夫凯特勒(A.Quetelet，17961874)，。,1.5.2概率论数理统计,Ch1统计学的对象和方法1.5统计学的产生和发展(new),二、拉普拉斯(P.S.Laplace，17491827)他以大数定律为桥梁，将概率论与政治算术联系起来，通过对法国17