基础统计学PPT课件.ppt

1 第一章绪论 1 1统计无处不在1 2什么是统计学1 3统计学的分科1 4统计学能做的与不能做的 2 1 1统计无处不在 什么是统计 如何理解统计 统计应用案例统计应用的学科 3 什么是统计 1 统计工作收集数据的活动2 统计数据对现象计量的结果3 统计学分析数据的方法与技术 4 理解统计对大众的必要性 在外出旅游时 需要关心一段时间内的详细天气预报在投资股票时 需要了解股票市场价格的信息 了解某只特定股票的有关财务信息如果你关心足球世界杯 在有关媒体上 你可以看到详细的报道如果你关心宏观经济形式 在有关媒体上你可以得到有关报道 5 理解统计对管理者更重要 一个统计办公室的主管也是一个行政事务官 一次与一些统计学者开会 统计学者抱怨从其他部门收到的一些估计值没有给出标准误差 估计时的误差大小 表示估计的精度 这个主管马上问道 对误差也有标准吗 一个统计顾问提交给茶叶委员会的报告中 含有标题为 饮茶人数的估计值 含标准误差 的附表 不久 一封信被送到这个统计学者手中 问道什么是人们喝红茶时的 标准误差 6 理解统计对管理者更重要 皇家委员会审查一份统计报告 报告中提到中产阶级家庭平均有2 2个子女 委员会评述说 每一个成人女性有2 2个子女的数字是荒谬的 这是为要求对中产阶级提供财政援助以便通过四舍五入把平均值提高到一个更合适的整数 健康大臣对一个统计学者的报告中提到的去年由于某种疾病 平均1000中死亡人数为3 2这个数字发生了兴趣 他问他的私人秘书 3 2个人是如何死法 他的秘书说 先生 当一个统计学家说死了3 2个人时 意味着3个人已经死了 两个人正要死 7 几乎所有的领域都要用统计 让你说出哪些领域不使用统计 这很困难 因为几乎找不到一个不用统计的领域 让你说出哪些领域应用统计 同样也很困难 因为几乎所有的领域都应用统计出一个统计没有用途的领域名称比举出一个统计作为其组成部分的领域名称要困难得多 RobertJohnson 8 统计应用 用统计识别作者 1787 1788年 三位作者AlexanderHamilton JohnJay和JamesMadison为了说服纽约人认可宪法 匿名发表了著名的85篇论文 这些论文中的大多数作者已经得到了识别 但是 其中的12篇论文的作者身份引起了争议 通过对不同单词的频数进行统计分析 得出的结论是 JamesMadison最有可能是这12篇论文的作者 现在 对于这些存在争议的论文 认为JamesMadison是原创作者的说法占主导地位 而且几乎可以肯定这种说法是正确 9 统计应用 质量管理中的6 企业产品质量管理中的应用 在统计中 表示一个总体的标准差 它说的是数据之间的差异程度 比如 在企业生产的产品中 同一种产品也没有两个是完全一样的 因为在生产过程中 由于各种因素的影响而使产品质量产生波动 在服务领域就更是如此 产品或服务的这种差异称为质量的波动性 也正是由于波动性的存在才需要进行质量管理 6 的含义是指偏离正态分布的中心6个标准差 就产品生产或服务而言 它表示在生产或服务过程中缺陷率不超过百万分之3 4 6 质量管理已成为最新的质量管理理念 例如 实行了6 质量标准 使摩托罗拉公司在3年中节省的资金超过9 4亿美元 在推广6 质量管理策略不到10年的时间内 美国通用电器公司总市值从世界排名第十位跃升到第二位 实行6 管理的大公司还有宝利来 Polaroid h和德州仪器 TexasInstruments 等 10 统计应用用简单的描述量得到一个重要发现 费舍 R A Fisher 在1952的一篇文章中举了一个例子 说明如何由基本的描述统计量的知识引出一个重要的发现 20世纪早期 哥本哈根卡尔堡实验室的施密特 J Schmidt 发现不同地区所捕获的同种鱼类的脊椎骨和鳃线的数量有很大不同 甚至在同一海湾内不同地点所捕获的同种鱼类 也发现这样的倾向 然而 鳗鱼的脊椎骨的数量变化不大 施密特从欧洲各地 冰岛 亚速尔群岛以及尼罗河等几乎分离的海域里所捕获的鳗鱼的样本中 计算发现了几乎一样的均值和标准偏差值施密特推由此断所有各个不同海域内的鳗鱼是由海洋中某公共场所繁殖的 后来名为 戴纳 Dana 的科学考察船在一次远征中发现了这个场所 11 统计的应用领域 actuarialwork 精算 agriculture 农业 animalscience 动物学 anthropology 人类学 archaeology 考古学 auditing 审计学 crystallography 晶体学 demography 人口统计学 dentistry 牙医学 ecology 生态学 econometrics 经济计量学 education 教育学 electionforecastingandprojection 选举预测和策划 engineering 工程 epidemiology 流行病学 finance 金融 fisheriesresearch 水产渔业研究 gambling 赌博 genetics 遗传学 geography 地理学 geology 地质学 historicalresearch 历史研究 humangenetics 人类遗传学 12 统计的应用领域 hydrology 水文学 industry 工业 linguistics 语言学 literature 文学 manpowerplanning 劳动力计划 managementscience 管理科学 marketing 市场营销学 medicaldiagnosis 医学诊断 meteorology 气象学 militaryscience 军事科学 nuclearmaterialsafeguards 核材料安全管理 ophthalmology 眼科学 pharmaceutics 制药学 physics 物理学 politicalscience 政治学 psychology 心理学 psychophysics 心理物理学 qualitycontrol 质量控制 religiousstudies 宗教研究 sociology 社会学 surveysampling 调查抽样 taxonomy 分类学 weathermodification 气象改善 13 1 2什么是统计学 统计学是一门独立的科学吗 什么是统计学 如何看待统计学 统计学的研究对象和目的是什么 14 统计学是一门独立的科学吗 物理学研究的是像热 光 电等这类自然现象的运动规律 化学家测定物质的组成及化学元素之间的交互作用 生物学家研究植物和动物的生活 数学家则在给出的假定之下推演各种命题 这些学科中的每一门都有它自己的问题 而且有解决这些问题的各自的方法 各学科因此而成为一门单独的学科 15 什么是统计学 统计学是一门搜集 整理和分析数据的方法科学 其目的是探索数据的内在数量规律性 以达到对客观事物的科学认识 包括 1 数据搜集 例如 调查与试验2 数据整理 例如 分组3 数据展示 例如 图和表4 数据分析 例如 回归分析 16 如何看待统计学 统计学是一门科学它提供一套方法和技术 使用者在给定的情况下必须根据所掌握的专门知识选择使用的方法 如果需要还要进行必要的修正 统计方法是通用的数据分析方法 这些方法不是为某个特定的问题领域而构造的 统计学是一种技术如同工业生产过程中的质量控制程序一样 统计方法是为保证产品达到所希望的质量和保持其稳定性的的管理系统中建立起来的 统计方法也能用于控制 减少和考察不确定性 统计学是一门艺术提供一种归纳推理的方法 推理就是一种艺术 既然是归纳推理 就不能保证结论百分之百正确 就不能没有争议 怎样让别人看懂并理解统计结论 要看统计表达这些结论的技巧和艺术 17 统计学有自己的研究对象吗 统计学 statistics 没有任何固定的对象 是一门独特的学问统计学研究的是来自各领域的数据 由解决其他领域内的问题而存在并兴旺发达 按萨维奇 L J Savage 的说法 统计学基本上是寄生的 靠研究其他领域内的工作而生存 这不是对统计学的轻视 这是因为对很多寄主来说 如果没有寄生虫就会死 对有的动物来说 如果没有寄生虫就不能消化它们的食物 因此 人类奋斗的很多领域 如果没有统计学 虽然不会死亡 但一定会变得很弱 18 统计研究对象的特点 数量性 统计学研究的对象是客观现象的数量特征和规律性 总体性统计学研究的是客观现象总体的数量特征与规律性 而不是个体的量 具体性统计的对象是一定时间 地点 条件下事物的量 而不是抽象对象的量 这是统计学和数学的一个重要区别 差异性组成统计研究对象总体的个体是有差异的 否则就不需要进行统计分析 统计研究中需要对总体中大量的个体进行观察并进行综合分析 由此才能获得总体的数量分布特征 19 统计数据的规律性 调查数据表面上是波动的 但在波动性的背后 存在着一定的规律性 体现在 社会调查数据是社会现象数量方面特征的反映 社会现象的规律性通过调查数据在一定程度上表现出来 个别数据似乎是杂乱无章的 但随着数据个数的增多 数据会呈现出一定的稳定性 这种稳定性就是一种规律性 20 统计数据的内在规律 例子 正常条件下新生婴儿的性别比为107 100投掷一枚均匀的硬币 出现正面和反面的频率各为1 2 投掷一枚骰子出现1 6点的频率各为1 6农作物的产量与施肥量之间存在相关关系 21 1 3统计学的分科 统计学的分科 22 统计方法 23 描述统计与推断统计 描述统计 研究数据收集 整理和描述的统计学分支 内容 数据的搜集 整理 展示 目的 描述数据的特征 找出数据的基本规律 推断统计 研究如何利用样本数据来推断总体特征的统计学分支 内容 参数估计 假设检验 目的 对总体特征做出推断 24 描述统计与推断统计的关系 反映客观现象的数据 描述统计 统计数据的搜集 整理 显示和分析等 统计学探索现象数量规律性的过程 25 理论统计学和应用统计学 理论统计学 是研究统计学的数学原理 它基于概率论的原理 还包括不属于传统概率论的一些内容 如随机化原则的理论 各种估计的原理 假设检验的原理以及一般决策的原理 在统计实践中经常会遇到一些原有的统计方法不能适应的新问题 需要创造新的统计模型和统计分析方法 这就需要统计理论的研究与指导 应用统计学将统计学的基本原理应用于各个领域就形成各种应用统计学的分支 它包括适用于各个领域的一般性的统计方法 如参数估计 假设检验 方差分析 回归分析等 还包括在某一领域中特定的分析方法 如经济统计中的时间数列分析和指数分析等 应用统计学侧重于阐明统计学的基本原理 并将理论统计学的成果作为工具应用于各个领域 26 统计学与数学的关系 联系 统计学运用到大量的数学知识数学为统计理论和统计方法的发展提供基础不能将统计学等同于数学区别 数学研究的是抽象的数量规律 统计学则是研究具体的 实际现象的数量规律 数学研究的是没有量纲或单位的抽象的数 统计学研究的是有具体实物或计量单位的数据 统计学与数学研究中所使用的逻辑方法不同 数学研究所使用的主要是的演绎 统计学则是演绎与归纳相结合 占主导地位的是归纳 27 1 4统计学能做的不能做的 统计帮助你分析数据大量数据如果不去分析它 那也仅仅是一堆数据而已 没有什么用处 因为有用的信息恰恰藏在数据的里面统计可以在多个方面帮助你分析数据利用统计简化繁杂的数据用图表重新展示数据 进行比较分析建立数据模型进行预测统计不能解决你的所有问题统计仅仅是一种数据分析的方法 与数学一样统计是一种工具 是数据分析的工具统计结论需要你的专业知识去解释统计在自然科学和管理科学中的作用不同 管理人员所需要的 统计未必能提供 28 统计的误用与滥用 大约在一个世纪以前 政治家BenjaminDisraeli曾有一个著名的论断 有三类谎言 谎言 糟透的谎言和统计 他还说 图并没有说谎 是说谎者在画图 历史学家AndrewLang说 一些人使用统计 就像喝醉酒的人使用街灯柱 支撑的功能多于照明 统计滥用不好的样本过小的样本误导性图表局部描述故意曲解 29 统计应用的两个极端 不懂或不太懂统计的人认为统计没什么用 他们因为不懂统计而瞧不起统计 他们不用或几乎不用统计方法分析数据 即使做些统计分析 也往往是表面上的把简单问题复杂化 特别是在管理领域把本来可以用简单方法解决的问题故意复杂化为证明管理的科学性 建立一个别人看不懂的模型 编一大堆程序 输出了一大堆数字和符号得出用统计语言陈述的结论 提出一些似是而非的建议 30 常用的统计概念 总体 population 所研究的全部个体 数据 的集合 其中的每一个个体也称为元素分为有限总体和无限总体有限总体的范围能够明确确定 且元素的数目是有限的无限总体所包括的元素是无限的 不可数的样本 sample 从总体中抽取的一部分元素的集合构成样本的元素的数目称为样本容量或样本量 samplesize 参数 parameter 描述总体特征的概括性