数据的统计描述(计量资料)

Python012

数据的统计描述(计量资料),第1张

1. 算数平均数(arithmetic mean)

R语言函数:mean( )

2.中位数(median)

将所有观测值从小到大排列,居于中间位置的观测值称为中位数,用 表示。

当观测值为奇数个时,中位数是第 位置的观测值;

当观测值为偶数个时,中位数是第 位置的两个观测值之和的

R语言函数:median( )

3.众数(mode)

资料中出现次数最多的那个观测值或出现次数最多一组的中点值,称为众数,用 表示

4.几何平均数(geometric mean)

用G表示。资料中有n个观测值,则计算公式为:

R语言计算:exp^(mean( log (x)))      R语言log()函数默认底为e

5.加权平均数(weighted mean)

在有N个观测的样本中,观测数 出现 次,观测数 出现 次,观测数 出现 次,且 ,则:

6.加权几何均数:

R语言计算:exp^(sum(f*log(x))/sum(f))

1.极差(range)

又称为全距,是样本资料中最大值和最小值之差,一般用R表示

R语言计算:max(data) - min(data)

2.方差(variance)

又称为均方(mean square,MS)

样本方差计算公式:

总体方差计算公式:

R语言函数:var( )

3.标准差(standard deviation, Sd)

样本标准差:

总体标准差:

R语言函数:sd( )

4.四分位数间距 (inter-quartile range ,IQR )

IQR=P75−P25

适于偏态分布或分布未知资料,由于不受两端极大或极小数据的影响,四分位数间距比极差更为稳定,但仍未考虑每个观测值的变异。 常与中位数一起使用 ,综合反映数据的平均水平和变异程度,写成 M(P25, P75) 。

R语言函数:quantile( )

5.变异系数(coefficient of variability, CV)

%

在 度量单位不同 或者 均数相差悬殊 时使用。

我们拿到一组数据后,想要读懂必须先找到数据的特征,描述数据的特征可以从三方面进行:水平、差异、分布的形状。在统计学中有专门的统计量用来诠释这三个方面的特征。

一、描述水平的统计量

主要有:平均数、分位数、众数。

平均数

一般我们很难获知总体的数值,所以我们会从总体中抽样,算出样本平均值,此时的平均值我们叫做“x拔”,写成x上加一个横线,总体数据平均值我们叫做“miu”,写成μ。

我们经常用到的平均数有算数平均数和加权平均数。

data4,#计算算数平均数mean(data)mean(iris$Sepal.Length)计算加权平均数,x代表组中值,w代表组频数(权数) 计算时数据本身要先分组才可以weighted.mean(x,w)

分位数

一组数据从小到大排序,找到某个位置的数据可以代表数据水平的高低,这就是分位数。常用的是中位数也就是50%分位数。

四分位数指的是一组数据排序后处在25%、75%位置上的数值。

百分位数在上述基础上,将数据等分成100份。

顾名思义,在一组数据中出现的次数最多的数值就是众数。如果数据分布没有明显的峰值,众数则不存在,如果数据有两个或者多个峰值,则众数也会有两个或多个。

在R语言中没有专门的众数函数,需要自己编写函数。

可以利用mode模式进行编写,将向量作为输入,并将模式值作为输出(模式可以同时包含数字和字符数据。)

总结:当数据分布接近对称时,建议使用平均数作为衡量水平的统计量;如果数据有明显的偏斜时,建议使用分位数、众数作为衡量水平的统计量。

二、描述差异的统计量

所谓的差异指的是,一组数据中的离散程度。数据越离散,水平统计量代对数据的代表性就越差。差异统计量主要有:极差、四分位差、方差、标准差、测量相对离散程度的变异系数。

极差和四分位差

极差就是一组数据中最大值与最小值的差值(也叫全距)。极差一般用作分析数据离散程度的一个参考值,不会单独使用的。

四分位差也叫做四分位距。一组数据的75%位置数值与25%位置数值的差值,用IQR表示。四分位差说明了,中间50%的数值的离散程度,差值越小,数据越集中。

用一组数据的最大值减去最小值直接计算极差

方差和标准差

由于平均数代表一组数据的水平,那么将每个数据与平均数做差值比较,可以用此衡量一组数据的离散程度,这个结果比极差、四分位差更加精准,叫做离差。通过计算所有数据与平均数之差的和为0。所以要将这个差值转为绝对值后,求和后再平均,这就是绝对离差。

还有一种方法是将离差平方后求平均数,这就是方差。方差开方后,所得的结果为标准差。

标准差是指的一组数据与他的平均数相比,平均相差了多少,这是用的最广泛的一个描述差异的统计量。

标准差是反应数据离散程度的绝对值,所以受到原始数据大小的影响,数据观测值大,标准差也会大。由于很多样本之间的计量单位不同,大小也不一样,所以需要计算变异系数。变异系数也成为离散系数,指的是一组数据的标准差与其平均值相比S÷x拔。因为这种做法消除了数值大小和计量单位的影响,所以也可以反应一组数据的相对离散程度,所以变异系数用作不同样本之间的离散程度比较,值越大,证明相对离散程度越大