统计学

龙望、胡智星

目录

  • 1 第一单元   绪论
    • 1.1 课程总体介绍
    • 1.2 理论部分
    • 1.3 应用部分
    • 1.4 单元小结
    • 1.5 随堂小练
    • 1.6 课后习题详解
    • 1.7 【思政案例】改革开放40年
  • 2 第二单元  数据的搜集
    • 2.1 理论部分
    • 2.2 应用部分
    • 2.3 单元小结
    • 2.4 随堂小测
    • 2.5 课后习题详解
    • 2.6 【思政案例】脱贫普查工作
  • 3 第三单元  数据的图表展示
    • 3.1 理论部分
    • 3.2 应用部分
    • 3.3 单元小结
    • 3.4 随堂小测
    • 3.5 课后习题详解
    • 3.6 【思政案例】数据可视化
  • 4 第四单元   数据的概括性度量
    • 4.1 理论部分
    • 4.2 应用部分
    • 4.3 单元小结
    • 4.4 随堂小测
    • 4.5 课后习题详解
    • 4.6 【思政导读】毛主席田野调查
  • 5 第五单元  概率与概率分布
    • 5.1 理论部分
    • 5.2 应用部分
    • 5.3 单元小结
    • 5.4 随堂小测
    • 5.5 课后习题详解
    • 5.6 【思政案例】正态分布与走出平凡
  • 6 第六单元  统计量及其抽样分布
    • 6.1 理论部分
    • 6.2 应用部分
    • 6.3 单元小结
    • 6.4 随堂小测
    • 6.5 课后习题详解
    • 6.6 【思政案例】统计监测与抽样调查
  • 7 第七单元  参数估计
    • 7.1 理论部分
    • 7.2 应用部分
    • 7.3 单元小结
    • 7.4 随堂小测
    • 7.5 课后习题详解
    • 7.6 【思政案例】中国统计思维
  • 8 第八单元  假设检验
    • 8.1 理论部分
    • 8.2 应用部分
    • 8.3 单元小结
    • 8.4 随堂小测
    • 8.5 课后习题详解
    • 8.6 【思政导读】假设检验思维
  • 9 第九单元  分类数据分析
    • 9.1 理论部分
    • 9.2 应用部分
    • 9.3 单元小结
    • 9.4 随堂小测
    • 9.5 课后习题详解
    • 9.6 【思政案例】从数据的角度看《泰坦尼克号》
  • 10 第十单元  方差分析
    • 10.1 理论部分
    • 10.2 应用部分
    • 10.3 单元小结
    • 10.4 随堂小测
    • 10.5 课后习题详解
    • 10.6 【思政案例】方差分析的应用
  • 11 第十一单元 一元线性回归
    • 11.1 理论部分
    • 11.2 应用部分
    • 11.3 单元小结
    • 11.4 随堂小测
    • 11.5 课后习题详解
    • 11.6 【思政导读】高尔顿与回归
  • 12 第十二单元 多元线性回归
    • 12.1 理论部分
    • 12.2 应用部分
    • 12.3 单元小结
    • 12.4 随堂小测
    • 12.5 课后习题详解
    • 12.6 【思政案例】统计学家:许宝騄
  • 13 第十三单元 时间序列分析和预测
    • 13.1 理论部分
    • 13.2 应用部分
    • 13.3 单元小结
    • 13.4 随堂小测
    • 13.5 课后习题详解
    • 13.6 【思政案例】统计学家:吴定良
  • 14 第十四单元 指数…
    • 14.1 理论部分
    • 14.2 应用部分
    • 14.3 单元小结
    • 14.4 随堂小测
    • 14.5 课后习题详解
    • 14.6 【思政案例】统计学家:戴世光
  • 15 【选学】专题1:统计调查
    • 15.1 调查问卷基础知识
    • 15.2 网络问卷实操
    • 15.3 趣味统计故事会
  • 16 【选学】专题2:空间统计基础
    • 16.1 理论:空间统计学
    • 16.2 应用1:空间模式识别
  • 17 【选学】专题3:多元统计分析
    • 17.1 多元统计分析入门
    • 17.2 【实操案例】K-means聚类分析
    • 17.3 【实操案例】主成分分析
  • 18 【选学】专题4:高级统计工具
    • 18.1 R语言之Rstudio入门
    • 18.2 python之Jupyter notebook入门
    • 18.3 数据可视化BI工具
  • 19 【选学】专题6:统计建模竞赛
    • 19.1 大学生统计建模培训
    • 19.2 空间计量建模
  • 20 国贸专题:国际贸易网络流数据分析
    • 20.1 网络计量方法
    • 20.2 国际贸易网络分析实践
  • 21 审计与财管专题:统计实务
    • 21.1 ppt
    • 21.2 应用案例
  • 22 数经与财管专题:商务大数据分析
    • 22.1 RFM:识别客户群体
    • 22.2 文本大数据
  • 23 数经与金科专题:从统计到机器学习
    • 23.1 从统计到机器学习
课后习题详解
  • 1 一、思考题
  • 2 二、练习题

一、思考题

1.解释相关关系的含义,说明相关关系的特点。 变量之间存在的不确定的数量关系,称为相关关系。 相关关系的特点一个变量的取值不能由另一个变量唯一确当变 x 变量 y 的取值可能有几个。对这种关系不确定的变量是不能用函数关系进行描述的。

 

 

2.相关分析主要解决哪些问题? 相关分析就是对两个变量之间线性关系的描述与度量,它要解决的问题包括:

1)变量之间是否存在关系;

2)如果存在关系,它们之间是什么样的关系;

3)变量之间的关系强度如何;

4)样本所反映的变量之间的关系能否代表总体变量之间的关系。

 

 

3.相关分析中有哪些基本假定? 在进行相关分析时,对总体主要有以下两个假定:

1)两个变量之间是线性关系;

2)两个变量都是随机变量。

 

 

4.简述相关系数的性质。 相关系数是根据样本数据计算的度量两个变量之间线性关系强度的统计若相关系数是根据总体全部数据计算的,称为总体相关系数,记 ρ;若是根据样本数据计算的,则称为样本相关系数,记 r

相关系数的性质:

1r 的取值范围在-1~+1 之间,即-1r1 0r1,表 x  y 之间存在正线性相关关系;若1r0表明 x  y 之间存在负线性相关关系 r=+1,表 x  y 之间为完全正线性相关关 r=-1,表 x  y 之间为完全负线性相关关系。可见当|r|1 y 的取值完全依赖 x,二者之间即为函数关  r0 时,说 y 的取值 x 无关,即二者之间不存在线性相关关系。


2r 具有对称性。x  y 之间的相关系 rxy  y  x 之间的相关系 ryx 相等, rxyryx


3r 数值大小 x  y 的原点及尺度无关。改 x  y 的数据原点及计量尺度,并不改 r 数值大小。


4r 仅仅 x  y 之间线性关系的一个度量,它不能用于描述非线性关系。这意味着,r0 只表示两个 变量之间不存在线性相关关系并不说明变量之间没有任何关它们之间可能存在非线性相关关变量之间

的非线性相关程度较大时,就可能会导 r0。因此, r0 或很小时,不能轻易得出两个变量之间不存在相关关系的结论,而应结合散点图做出合理的解释。


5r 虽然是两个变量之间线性关系的一个度量,却不一定意味 x  y 定有因果关系。

 

 

5.为什么要对相关系数进行显著性检验?

一般情况下,总体相关系 ρ 系数 r  ρ 的近似估计值。但由 r  根据样本数据计算出来的,它受到抽样波动的影响。由于抽取的样本不同,r 的取值也就不同,因 r 是一个随 机变量能否根据样本相关系数说明总体的相关程度需要考察样本相关系数的可靠也就是进行显著性检验。

 

 

6.简述相关系数显著性检验的步骤。 相关系数显著性检验的步骤为:

1)提出假设,H0ρ0H1ρ0

2)计算检验的统计量,

 



3)进行决策。根据给定的显著性水 α  dfn2  t  tα/2n2)的临界值。若|t|

tα/2,则拒绝原假 H0,表明总体的两个变量之间存在显著的线性关系。

 

 

7.解释回归模型、回归方程、估计的回归方程的含义。 1线线因变 y 如何依赖于自变 x 和误差 ε 的方程称为回归模对于只涉及一个自变量的一元线性回归模型可表示为:

yβ0β1xε

2ε 的期望值等 0因此 y 的期望 Eyβ0β1xy 的期望值 x 线述因 y 的期望值如何依赖于自 x 的方程称为回归方程一元线性回归方程的形式为:Eyβ0β1x

3)估计的回归方程:如果回归方程中的参 β0  β1 已知,对于一个给定 x 的值,利用 Eyβ0β1x 就能计算 y 的期望值。但总体回归参 β0  β1 是未知的,必须利用样本数据去估计它们。用样本统计

 

β0 β1 代替回归方程中的未知参 β0  β1,这时就得到了估计的回归方程。它是根据样本数据求出的回归方程的估计。 对于一元线性回归,估计的回归方程形式为: 

  

yβ0β1x

                                  

式中β0 是估计的回归直线 y 轴上的截距β1 线表示 x 每变动一个单位y 的平均变动值。 

 

8.一元线性回归模型中有哪些基本的假定? 一元线性回归模型中基本的假定:

1)因变 y 与自变 x 之间具有线性关系。

2)在重复抽样中,自变 x 的取值是固定的,即假 x 是非随机的。

3)误差 ε 是一个期望值 0 的随机变量, Eε0

4)对于所有 x ε 的方 σ2 都相同。

5)误差 ε 是一个服从正态分布的随机变量,且独立, εN0σ2)。

 

 

9.简述参数最小二乘估计的基本原理。 对于 i  x 值,估计的回归方程可表示为: 

  

yβ0β1x

 x  y  n 线线 之间的关系,用最小化观测值与估计值的离差平方和来估计参 β0  β1,根据这一方法确定模型参 β0  β1

的方法称为最小二乘法也称为最小平方法它是使因变量的观察 yi 与估计yi 之间的离差平方和达到最小来 β0  β1 的方法。

 

10.解释总平方和、回归平方和、残差平方和的含义,并说明它们之间的关系。

_

1)总平方和(SST)是实际观测 yi 与其均值y的离差平方和,即

_   _

SSTyiy2yiyi2yiy2

 _  _

2SSRyi 与实际观测值的均值y SSRyiy2 y 的总变差中由 x  y 之间的线性关系引起 y 线 yi 变差部分。

 

3)残差平方和(SSE)是各实际观测 yi 与回归值yi 的离差平方和,即yiyi2,它是除 x  y 

线性影响之外的其他因素 y 变差的作用,是不能由回归直线来解释 yi 变差部分。其又称为误差平方和。

4)三者之间的关系:总平方和(SST回归平方和(SSR)+残差平方和(SSE)。

 

 

11.简述判定系数的含义和作用。

1)判定系数的含义

回归平方和占总平方和的比例称为判定系数,记 R2,其计算公式为:

2)判定系数的作用 

判定系 R2 测度了回归直线对观测数据的拟合程度若所有观测点都落在直线上残差平方 SSE0R21,拟合是完全的;如 y 的变化 x 无关x 完全无助于解 y 的变差,此时yy R20。可 R2 的取值范围是[01]R2 越接近 1,表明回归平方和占总平方和的比例越大,回归直线与各观测点越接近, x  变化来解 y 值变差的部分就越多回归直线的拟合程度就越好反之R2 越接近 0线度就越差。


12.在回归分析中,F 检验 t 检验各有什么作用?

F 检验是检验自变 x 和因变 y 之间的线性关系是否显著,或者说,它们之间能否用一个线性 yβ0β1xε 来表示也就是线性关系的检验。

t 检验是检验自变量对因变量的影响是否显著,也就是回归系数的检验。

 

13.简要说明残差分析在回归分析中的作用。 残差分析在回归分析中的作用表现在:

1)用于判断有关模型的假定是否成立;

2)用于分析回归中的异常值和对模型有影响的观测值。