统计学 第一章 导论剖析

数据分析(方法与案例)作者张伟统计学教学课件1-2统计学2020-1-20自我介绍张伟统计学院应用统计教研室，讲师理学学士，山东财政学院，统计学专业经济学硕士，上海财经大学，统计学专业统计学在读博士，中国人民大学，统计学专业[e-mail]136586011601-3统计学2020-1-20新学期寄语老老实实做人，踏踏实实做事，认认真真学习不拘泥于短期目标，要有长远的发展规划学会生活，珍惜生命1-4统计学2020-1-20说出哪些领域应用统计，这很困难，因为几乎所有的领域都会用到统计知识。——贾俊平统计名言1-5统计学2020-1-20开篇0.1“统计”的含义0.2统计无处不在0.3“经济统计”的作用0.4统计的误用、滥用及其局限性0.5内容体系、授课安排及学习要求0.6统计学的产生与发展1-6统计学2020-1-200.1“统计”的含义0.1.1“统计”的三种含义0.1.2统计研究的过程1-7统计学2020-1-20“统计”一词一般有三种含义，即统计工作、统计资料和统计学。1、统计工作:即统计活动或实践，是对社会经济现象数量方面进行搜集、整理和分析工作的总称。2、统计资料:即统计工作过程所取得的各项数字资料及与之相关的其它资料的总称。3、统计学:即统计科学，是研究如何搜集、整理、分析、解释数据并从数据中得出结论的科学。0.1.1“统计”的含义1-8统计学2020-1-20Statistics:thescienceofcollecting、analyzing、presentingandinterpretingdata。《大不列颠百科全书》三者之间的关系：实践与理论统计工作统计资料统计学工作过程与工作成果研究对象与研究方法1-9统计学2020-1-200.1.2统计的研究过程收集数据(取得数据)整理数据(处理数据)解释数据(结果说明)分析数据(研究数据)实际问题1-10统计学2020-1-20统计的方法体系1-11统计学2020-1-200.2“统计”无处不在0.2.1有数据的地方就有统计0.2.2每个人都离不开统计0.2.3几乎所有的领域都要用到统计1-12统计学2020-1-20统计是一种思维方式统计思维总有一天会像读与写一样成为一个有效率公民的必备能力(H.G.Wells)；在终极的分析中，一切知识都是历史；在抽象的意义下，一切科学都是数学；在理性的基础上，所有的判断都是统计学(C.R.Rao)。1-13统计学2020-1-20统计学研究的是数据，只要有数据的地方，就需要用统计方法进行分析；一堆数字不去分析，它也仅仅是数字而已，没什么价值；要分析这些数据，就一定要用到统计方法；0.2.1有数据的地方就有统计学1-14统计学2020-1-20吸香烟的男性会减少寿命2250天；不结婚的男性会减少寿命3500天，不结婚的女性会减少寿命1600天；身体超重30%会使寿命减少1300天；这些说法是否有科学依据？怎样进行实验才能保证结果的准确性？一项市场调查活动的效果如何？身材高的父亲，其子女的身高也一定较高吗？可口可乐比百事可乐更受消费者的喜爱吗？采用新工艺后产品质量是否有所提升？物以类聚，人以群分？我国的经济高速发展只是表面现象吗？0.2.2每个人都离不开统计回答这些问题都需要统计学的一些知识？1-15统计学2020-1-200.2.3几乎所用的领域都要用到统计学物理学研究的是如热、光、电、运动规律那样的自然现象；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规律；数学家则在给出的假定之下沉溺于他自己推演各种命题的游戏；！这些学科中的每一门都有它自己的研究领域，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。1-16统计学2020-1-20而统计学没有任何固定的研究领域，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。1-17统计学2020-1-20统计学经济学管理学医学工程学社会学…统计学的应用领域1-18统计学2020-1-20actuarialwork(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)统计学的应用领域1-19统计学2020-1-20hydrology(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)统计学的应用领域1-20统计学2020-1-20统计的应用领域-案例1【例1-1】用简单的描述统计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。由此，施密特推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。1-21统计学2020-1-20统计的应用领域-案例2【例1-2】挑战者号航天飞机失事预测1986年1月28日清晨，载有7名宇航员的挑战者号进入发射状态。就在发射前，有冰片牢附在机壳上。几分钟后，正当电视新闻报道它已进入轨道时，航天飞机在毁灭性的爆炸声中化成碎片，机上的宇航员片骨未存；推动航天飞机进入太空的两个固体燃料发动机是由Thiokol公司制造的。失事前一天晚上，Thiokol公司的经理们和国家航空航天局就如期发射还是推迟发射产生了争执。天气预报发射时的气温为310F。争执的结果采纳了Thiokol公司经理们的建议：按计划发射航天飞机。因为他们觉得没有确凿证据表明低温会对固体燃料火箭推进器的性能产生影响；1-22统计学2020-1-20在此次失事前，该航天飞机24次发射成功。将航天飞机送入太空的两个固体燃料推进器由6只O型项圈密封。在几次飞行中，曾发生过O型项圈被腐蚀或气体泄漏事故。这样的事故是及其危险的。前24次发射中有一次发动机遭到了永久性破坏。根据23次飞行中发生腐蚀或泄漏事故的次数(因变量)及火箭连接处的温度(自变量)数据，进行线性回归得到的回归方程为：当温度为310F时，O型项圈发生事故的预计次数为2.225次。结果显示连接处的温度与O型项圈事故之间有一定的相关性。如果当时那些经理们看到了回归的预测结果，也许推迟发射会成为其谨慎的选择。xy04754.0698.3ˆ1-23统计学2020-1-200.3“经济统计”的作用0.3.1宏观指导作用0.3.2微观分析作用1-24统计学2020-1-20鼓起来的“钱袋子”降下来的恩格尔系数大起来的住房多起来的私人轿车热起来的假日旅游快起来的通信方式0.3.1宏观指导作用国家制定政治、经济政策，必须以对本国国情国力了解的基础上进行；要了解国情国力，必须借助于一系列的统计数字，并用科学的统计分析方法予以分析，得出结论，起指导作用。2011年国民经济发展报告1-25统计学2020-1-20世界各国主要国情数据情况表排名国家GDP总量（亿美元）2008年排名国家人口（万人）2009年初排名国家人均GDP（美元）2008年1美国1433001中国1369201卢森堡1130432日本484402印度1166072挪威950613中国422203美国307213卡塔尔932044德国381804印度尼西亚2402713美国468595法国297805巴西1987416法国460156英国278709俄罗斯1400419德国446607意大利2399010日本1270720英国437858俄罗斯1757016德国823323日本385599西班牙1683021法国644228中国香港3075510巴西1665022英国6111106中国33151-26统计学2020-1-20性别比例数据据2004年完全统计,截止到2004年为止,全世界的男女比例为1(女):1.4(男),据这个趋势分析,估计在2050年,男女比例会达到1:1.74，到2100年,会达到1:2左右。中国：120：100拉脱维亚：85：100卡塔尔：190：100男女比例失调是中国在进入21世纪以后所面临的一个严峻的人口问题。主要有：男女比例分布严重不平衡，男女配偶间年龄差距增加，高基数高比例的无择偶人群，男女比例的失衡所导致的出生人口萎缩及老龄化等等社会问题时所带来新的人口问题。1-27统计学2020-1-20世界主要发达国家20世纪80、90年代人口出生性别比的统计特征国家（地区）出生性别比正常值范围最低值最高值平均值标准差年数SRB在标准范围内的年数加拿大102.3-107.8104.9106105.50.216全部美国102.6-107.4104.6105.3105.20.715全部日本102.6-107.4105.2106105.60.219全部丹麦101.4-108.7104.4107.1105.60.420全部芬兰101.2-108.9103.3105.9104.60.316全部挪威101.2-108.9103.7107.6105.80.517全部瑞典101.7-108.4104.3106.6105.60.517全部荷兰102.1-107.9103.5106.1104.80.319全部1-28统计学2020-1-20人口寿命数据国家男性女性平均日本798682加拿大788380法国768380德国768279英国768179美国758078韩国738077中国707472俄罗斯597265津巴布韦361-29统计学2020-1-20贫富差距数据基尼系数是意