1.数据与统计学-PPT课件

第1章数据与统计学举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乘飞机的风险与航空意外险•保险费率的厘定，主要根据风险的大小，同时考虑管理费用和保险公司的利润。•现在普通过的单程保费是20元，保额40万，粗略估算，风险相当于1/20000。•根据国际民用航空风险的计算原则，一般是以10年作为一个周期，计算百万起降架次和百万飞行小时的事故率。中国民航总局局长李家祥2019年2月24日•十一五”期间，民航运输飞行累计达2036万小时，976万架次，分别比“十五”增加了95%、81%。•“十一五”期间，中国民航百万架次重大事故率为0.1%，约占同期世界平均水平(0.5%)的五分之一，民航安全水平显著提升。•“十一五”期间，中国亿客公里死亡人数为0.003，而同期世界平均水平约为0.009。上述两项安全指标均高于世界平均水平。•2019年，民航业实现利润总额437亿元，创下了历史最好的水平，航空公司实现利润总额351亿元，占全球航空公司利润总额的60%。质量管理中的6•6是质量管理中使用的一个术语，它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，通俗地说，如果生产100万个产品或进行100万次服务，产品的不合格率或服务达不到要求的比率平均来说不超过3.4个或3.4次。•6质量管理已成为最新的质量管理理念，近年来，它已成为一些著名国际大企业的质量管理方法，并在这样的管理理念下使企业受益匪浅。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，通用电器公司总市值从世界排名第十位跃升到第二位目录•1.1统计数据与统计学•1.2统计学的产生和发展•1.3统计学的分科•1.4统计数据•1.5统计学的几个基本概念1.1统计数据与统计学1.1统计数据与统计学•在我们的日常工作和生活中，到处都有统计数据。•出勤人数•考试成绩•企业利润•GDP•经济增长率Statistics•统计学•统计数据或统计资料案例1男女人口比例•婴儿出生男女性别比：105：100•全国男女出生性别比为116.9：100•中国乡村出生人口性别比为122.85：100•2019年人口普查统计公报，男女人口性别比106.74：100。•2020年，预计我国20岁至45岁的男性将比女性多出3000万人案例2掷骰子•抛硬币•掷骰子案例3农作物实验•施肥量与产量案例4广告费用与销售额•广告费用增加，商品销售额也会相应增加•不同商品，相同投入会带来不同的销售额•相同商品，不同阶段投入也会带来不同销售额案例5油耗•丰田威驰油耗，手动挡汽车百公里不超过5L。•如何检测？案例6化妆品营销•免费试用•试用对象选择？央视春晚满意度•央视市场研究公司发布的调查结果显示，2009年春节，中国全国收看电视的家庭中约有93.6%在看中央电视台的“春晚”，其中有83.6%的受调查观众对“春晚”表示满意。央视春晚2009央视春节晚会收视率0102030405060708090100辽宁吉林黑龙江北京河北天津山西山东宁夏甘肃内蒙古陕西河南新疆安徽湖北江西江苏贵州上海四川云南湖南浙江福建广东广西海南统计学•统计学是一门收集、整理、显示和分析统计数据的科学，其目的是探索数据内在的数量规律性。正因为统计学总是在和数据打交道，因而我们也可称统计学为“数据的科学”。什么是统计学?(statistics)1.统计学是收集、分析、表述和解释数据的科学(不列颠百科全书)2.统计学是一门收集、分析、解释和提供数据的科学(韦伯斯特国际辞典第3版)3.统计指的是一组方法，用来设计实验、获得数据，然后在这些数据的基础上组织、概括、演示、分析、解释和得出结论(MarioF.Triola,《初级统计学》)什么是统计学?(statistics)1.收集数据：取得数据2.处理数据：整理与图表展示3.分析数据：利用统计方法分析数据4.数据解释：结果的说明5.得到结论：从数据分析中得出客观结论收集、处理、分析、解释数据并从数据中得出结论的科学统计研究的过程解释数据(结果说明)分析数据(研究数据)实际问题来自庞帝雅克用户的投诉•“这是我为了同一件事第二次写信给你，我不会怪你们为什么没有回信给我，因为我也觉得这样别人会认为我疯了，但这的确是一个事实。•我们家有一个传统的习惯，就是我们每天在吃完晚餐后，都会以冰淇淋来当我们的饭后甜点。•由于冰淇淋的口味很多，所以我们家每天在饭后，才投票决定要吃哪一种口味，等大家决定后我就会开车去买。•但自从最近我买了一部新的庞帝雅克后，在我去买冰淇淋的这段路程问题就发生了。你知道吗？每当我买的冰淇淋是香草口味时，我从店里出来车子就发不动。但如果我买的是其他的口味，车子发动就顺得很。•我要让你知道，我对这件事情是非常认真的。为什么？为什么？”2020/4/6SHANDONGUNIVERSITYDR.SHISHAOBIN24工程师的观察•顾客描述了一个现象：买香草冰激凌之后汽车无法启动，而买其它冰激凌就没有问题。科学的认识方式会问：这是偶然还是必然，换句话说，这个现象是否重复发生？•汽车公司的经理虽然很怀疑事情的真实性，还是派了一个工程师去解决这个投诉。•工程师在晚上到了顾客家里，一起去买冰激凌。那天是香草味的，买完之后，车的确无法启动；接连三个晚上，工程师又去了，第二第三天是买别的冰激凌，车正常启动；第四天又是香草味的，还是无法启动。真得有神秘存在吗？•在这几次和顾客一起买冰激凌的过程中，工程师详细地记录下了过程中的每一个细节，尽管他不知道这些细节有没有有用。然后他比较这些细节，希望找出买香草冰激凌和其它口味冰激凌过程中的所有不同的地方。这种不同可能是导致汽车表现不同的原因。•最后，他发现，买香草冰激凌所用的时间远比其它口味的要短。因为香草冰激凌最好卖，商店把它放在离门口很近的地方，也不用找，直接拿起来就去付账。而其它口味的冰激凌放在商店后面，多种口味放在一起，要走过去还要先找，所花的时间明显比买香草味的要长。所以，停车时间的长短，而不是冰激凌的口味，是产生这一“神迹”最可能的原因。这种猜测对么?•为了确认这种猜测，可以进行正反两方面的对照实验。–一方面，买香草冰激凌，买完之后逗留到买其它冰激凌所需要的时间，再去启动汽车，如果购买时间的长短是“神迹”产生的原因，那么这样买完香草冰激凌汽车应该能够能够启动；–另一方面，由另一个人拿一盒其它口味的冰激凌放在香草冰激凌那里，顾客取了之后付款走人，车应该不能启动。•这两方面验证符合预测，就可以确定停车时间长短是“神迹”发生的原因。问题结束了么？•对于顾客来说，故事似乎到此结束了。•为什么停车时间短车就不能再次启动？–停车时间短，发动机冷却不足，发生了汽车故障里的“蒸汽锁死”现象。只要等发动机充分冷却，故障自动排除。–为什么会产生“蒸汽锁死”现象？•因为发动机过热，汽油在达到喷油嘴之前就气化了，所以不能以发动机需要的状态到达喷油嘴，从而导致发动机无法启动。–改善发动机的设计，比如用高压避免气化，或者要求使用适当沸点的汽油等等。1.2统计的产生与发展统计学的产生•统计学产生于17世纪中叶，从几个不同的领域开始。•英国，威廉配第1676《政治算术》•英国，约翰格朗特1662《关于死亡表的自然现象与政治观察》•法国，帕斯卡、费马，概率论统计学的发展•19世纪末，古典统计学（描述统计学），大样本•1907，t分布——小样本•费希尔，F统计量•奈曼、皮尔逊，区间估计、假设检验•沃尔德，序贯抽样、统计决策1.3统计学的分科统计学的分科统计学描述统计推断统计参数估计假设检验描述统计(descriptivestatistics)1.用图形、表格和概括性的数字对数据进行描述2.内容–收集数据–整理数据–展示数据–描述性分析3.目的–描述数据特征–找出数据的基本规律02550Q1Q2Q3Q4￥x=30s2=105推断统计(inferentialstatistics)1.根据样本信息对总体进行估计、检验、预测或推断2.内容参数估计假设检验3.目的对总体特征作出推断样本总体描述统计与推断统计的关系反映客观现象的数据总体内在的数量规律性推断统计(利用样本信息和概率论对总体的数量特征进行估计和检验等)概率论(分布理论、大数定律和中心极限定理等)描述统计(数据的收集、整理、显示和分析等)总体数据样本数据理论统计与应用统计•理论统计•应用统计统计学与其他学科的关系•与数学的关系。•密切联系但又有本质区别。•抽象与具体/演绎与归纳•与其他学科统计的应用领域经济学管理学医学工程学社会学…统计学统计的应用领域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)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)结论•统计学非常有用！历史上著名的统计学家•JacobBernoulli(伯努利)(1654-1705)•EdmondHalley(哈雷)(1656-1742)•DeMoivre(棣莫弗)(1667-1754)•ThomasBayes(贝叶斯)(1702-1761)•LeonhardEuler(欧拉)(1707-1783)•PierreSimonLaplace(拉普拉斯)(1749-1827)•AdrienMarieLegendre(勒让德)(1752-1833)•ThomasRobertMalthus(马尔萨斯)(1766-1834)PierreSimonLaplaceFrancisGaltonJamesBernoulliAbrahamdeMoivreWilliamS.Gosset历史上著名的统计学家•FriedrichGauss(高斯)(1777-1855)•JohannGregorMendel(孟德尔)(1822-1884)•KarlPearson(皮尔逊)(1857-1936)•RonaldAylmerFisher(费希尔)(1890-1962),•JerzyNeyman（奈曼）(1894-1981)•EgonSharpePearson(皮尔逊)(189