《统计学原理与应用》课件第07章 相关与回归分析.ppt
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1、 Fundamentals of Statistics 第七章第七章 相关与回归分析相关与回归分析统计学基础统计学基础 统计学原理与应用统计学原理与应用 Fundamentals of Statistics 第七章第七章 相关与回归分析相关与回归分析统计学基础统计学基础 本章教学目的与要求本章教学目的与要求:相关分析是研究变量之间相互关系相关分析是研究变量之间相互关系的密切程度和相互联系方式的重要的密切程度和相互联系方式的重要方法。本章详细讲述了相关分析的方法。本章详细讲述了相关分析的概念、相关关系的确定、回归方程概念、相关关系的确定、回归方程的建立和应用等内容。通过本章的的建立和应用等内容。
2、通过本章的学习,要理解相关分析的有关概念学习,要理解相关分析的有关概念,掌握计算相关系数和配合回归方,掌握计算相关系数和配合回归方程的方法,并能够结合实际资料对程的方法,并能够结合实际资料对变量进行相关分析。变量进行相关分析。Fundamentals of Statistics 第七章第七章 相关与回归分析相关与回归分析统计学基础统计学基础 本本 章章 主主 要要 内内 容容 第一节第一节 相关分析的意义和种类相关分析的意义和种类 第二节第二节 一元线性相关关系的测定一元线性相关关系的测定 第三节第三节 一元线性回归分析一元线性回归分析 第四节第四节 ExcelExcel在相关与回归分析中的运
3、用在相关与回归分析中的运用 Fundamentals of Statistics 第七章第七章 相关与回归分析相关与回归分析统计学基础统计学基础 l 一、相关关系的概念一、相关关系的概念l 二、相关关系的种类二、相关关系的种类l 三、相关分析的主要内容三、相关分析的主要内容 Fundamentals of Statistics 第七章第七章 相关与回归分析相关与回归分析统计学基础统计学基础 一、相关关系的概念一、相关关系的概念例例1.1.圆面积圆面积s s和它的半径和它的半径r r之间的关系;之间的关系;一般地,我们可以用一个数学公式来表现社会经一般地,我们可以用一个数学公式来表现社会经济现象
4、间的这种数量联系济现象间的这种数量联系:2rs Fundamentals of Statistics 第七章第七章 相关与回归分析相关与回归分析统计学基础统计学基础 理解要点:理解要点:1.1.是一种客观存在的相互依存关系是一种客观存在的相互依存关系2.2.在数量表现上是严格的确定性关系。在数量表现上是严格的确定性关系。函数关系的概念函数关系的概念:函数关系是指现象之间客观存在的,并且在函数关系是指现象之间客观存在的,并且在数量表现上是严格的确定性的相互依存关系。数量表现上是严格的确定性的相互依存关系。在这种关系中,当一个或若干个现象的数量确定时,另一个在这种关系中,当一个或若干个现象的数量确
5、定时,另一个与之有联系的现象的数量按照一定的规律,总有唯一确定的值与之有联系的现象的数量按照一定的规律,总有唯一确定的值与之对应,其变动规律可以用一个数学表达式反映出来。与之对应,其变动规律可以用一个数学表达式反映出来。你能列举出几个函数关系你能列举出几个函数关系?Fundamentals of Statistics 第七章第七章 相关与回归分析相关与回归分析统计学基础统计学基础 相关关系相关关系 举例举例1.1.园面积园面积 与与 其半径的关系其半径的关系2.2.产品产量与单位产品生产成本的关系产品产量与单位产品生产成本的关系3.3.合理范围内的施肥量与亩产的关系合理范围内的施肥量与亩产的关
6、系4.4.人口的身高与体重的关系人口的身高与体重的关系 Fundamentals of Statistics 第七章第七章 相关与回归分析相关与回归分析统计学基础统计学基础 总结总结:它符合函数关系的第一个要点它符合函数关系的第一个要点,但不符合第二个但不符合第二个要点。要点。即即:1.:1.它是一种客观存在的相互依存关系。它是一种客观存在的相互依存关系。2.2.在数量表现上在数量表现上它没有它没有严格的确定性关系严格的确定性关系因此,相关关系的概念为因此,相关关系的概念为:相关关系是指现象之间客观存在的,相关关系是指现象之间客观存在的,但但在数量表现上在数量表现上不确定的不确定的相互依存关系
7、。相互依存关系。Fundamentals of Statistics 第七章第七章 相关与回归分析相关与回归分析统计学基础统计学基础 二、相关关系的种类二、相关关系的种类1.1.相关关系按照相关关系按照相关的密切程度相关的密切程度分为完全相关、不完全相关和分为完全相关、不完全相关和不相关不相关完全相关完全相关:是指一个变量的变动必然会引起另一个变量的确定是指一个变量的变动必然会引起另一个变量的确定性变动的相关关系性变动的相关关系.不相关不相关:是指一个变量的变动完全不受另一个变量数量变动的影是指一个变量的变动完全不受另一个变量数量变动的影响响,彼此相互独立彼此相互独立,互不相干互不相干.不完全
8、相关不完全相关:则是指一个变量发生有规律的变动则是指一个变量发生有规律的变动,能引起另一变能引起另一变量的对应的规律性变动量的对应的规律性变动,但这种变动界于完全相关和不相关之间但这种变动界于完全相关和不相关之间.Fundamentals of Statistics 第七章第七章 相关与回归分析相关与回归分析统计学基础统计学基础 二、相关关系的种类二、相关关系的种类2.2.相关关系按照相关关系按照变量的多少变量的多少分为单相关和复相分为单相关和复相关关单相关单相关:又称为简相关:又称为简相关,是指两个变量之间的相是指两个变量之间的相关关系关关系复相关复相关:又称多元相关:又称多元相关,是指三个
9、或三个以上变是指三个或三个以上变量之间的相关关系量之间的相关关系.Fundamentals of Statistics 第七章第七章 相关与回归分析相关与回归分析统计学基础统计学基础 二、相关关系的种类二、相关关系的种类3.3.相关关系按照相关关系按照相关的方向相关的方向分为正相关和负相分为正相关和负相关关正相关正相关:是指一个变量的数量变动和另一个变:是指一个变量的数量变动和另一个变量的数量变动方向一致量的数量变动方向一致.负相关负相关:当一个变量的数量变动与另一个变量:当一个变量的数量变动与另一个变量的数量变动方向相反时的数量变动方向相反时,称为负相关称为负相关.Fundamentals
10、of Statistics 第七章第七章 相关与回归分析相关与回归分析统计学基础统计学基础 二、相关关系的种类二、相关关系的种类4.4.相关关系其相关关系其表现形式表现形式分为直线相关和曲线相关分为直线相关和曲线相关直线相关直线相关:又称为线性相关:又称为线性相关,是指当一个变量变动时是指当一个变量变动时,另一变量另一变量随之发生大致均等变动的相关关系随之发生大致均等变动的相关关系.表现在平面直角坐标图中表现在平面直角坐标图中,一个现象的数值与另一现象相应的数值形成的一系列散点的分一个现象的数值与另一现象相应的数值形成的一系列散点的分布近似地表现为一条直线布近似地表现为一条直线.曲线相关曲线相
11、关:又称为非线性相关又称为非线性相关,是指当一个变量变动时是指当一个变量变动时,另一个另一个变量也随之发生变动变量也随之发生变动,但这种变动不是均等的但这种变动不是均等的.从平面直角坐标从平面直角坐标图形看图形看,其散点的分布近似地表现为一条曲线其散点的分布近似地表现为一条曲线.Fundamentals of Statistics 第七章第七章 相关与回归分析相关与回归分析统计学基础统计学基础 三、相关分析的主要内容三、相关分析的主要内容相关分析主要包括以下主要内容:相关分析主要包括以下主要内容:1.1.通过定性分析和相关图表,确定相关关系是否存在。通过定性分析和相关图表,确定相关关系是否存在
12、。2.2.测定相关关系的密切程度测定相关关系的密切程度.3.3.进行相关的显著性检验进行相关的显著性检验 Fundamentals of Statistics 第七章第七章 相关与回归分析相关与回归分析统计学基础统计学基础 一、相关关系的判断一、相关关系的判断二、相关关系的测定二、相关关系的测定 Fundamentals of Statistics 第七章第七章 相关与回归分析相关与回归分析统计学基础统计学基础(一)相关图表(一)相关图表 一、相关关系的判断一、相关关系的判断相关表是直接根据现象之间的原始资料,将一变相关表是直接根据现象之间的原始资料,将一变量的若干变量值按由小到大的顺序排列,
13、并将另量的若干变量值按由小到大的顺序排列,并将另一变量的值与之对应排列形成的统计表。一变量的值与之对应排列形成的统计表。例见教材第例见教材第158158页表页表7-17-1 Fundamentals of Statistics 第七章第七章 相关与回归分析相关与回归分析统计学基础统计学基础 相关图又称散点图,它是用直角坐标的相关图又称散点图,它是用直角坐标的x x轴代表自轴代表自变量,变量,y y轴代表因变量,将两个变量间相对应的变轴代表因变量,将两个变量间相对应的变量值用坐标点的形式描绘出来,用以表明相关点分量值用坐标点的形式描绘出来,用以表明相关点分布状况的图形布状况的图形 。例见教材第例
14、见教材第159159页图页图7-1 7-1 Fundamentals of Statistics 第七章第七章 相关与回归分析相关与回归分析统计学基础统计学基础 二、相关关系的测定二、相关关系的测定(一)相关系数的含义:(一)相关系数的含义:相关系数相关系数是在直线相关的条件下,用来说明两个变量之间相关关系密切程度的统计分析指标。Fundamentals of Statistics 第七章第七章 相关与回归分析相关与回归分析统计学基础统计学基础(二)相关系数的作用(二)相关系数的作用1.说明直线相关条件下说明直线相关条件下,两变量的相关关系的密切程两变量的相关关系的密切程度的高低度的高低.(见
15、教材第见教材第159页说明页说明)2.2.说明回归直线的代表性的高低说明回归直线的代表性的高低.相关系数越大相关系数越大,说说明回归分析的误差越小明回归分析的误差越小,回归分析的代表性越好回归分析的代表性越好.3.可用于有关指标之间的相互推算。可用于有关指标之间的相互推算。Fundamentals of Statistics 第七章第七章 相关与回归分析相关与回归分析统计学基础统计学基础(三)相关系数的计算方法(三)相关系数的计算方法 相关系数按相关系数按“积差法积差法”计算。该方法是通过两计算。该方法是通过两变量与各自平均值的离差的乘积来反映两变量之间变量与各自平均值的离差的乘积来反映两变量
16、之间的相关程度。的相关程度。相关系数的计算公式较多。一般要求掌握其基相关系数的计算公式较多。一般要求掌握其基本公式和简化公式即可本公式和简化公式即可.基本公式见教材第基本公式见教材第160页公页公式(式(7.1)和()和(7.3)。)。Fundamentals of Statistics 第七章第七章 相关与回归分析相关与回归分析统计学基础统计学基础 相关系数的计算公式相关系数的计算公式积差法:积差法:yxxyr2公式公式7 71 1相关系数的简便计算公式:相关系数的简便计算公式:2222)()(yynxxnyxxynr公式公式7 73 3公式公式7 73 3是实际工作中使用较多的计算公式是实
17、际工作中使用较多的计算公式 Fundamentals of Statistics 第七章第七章 相关与回归分析相关与回归分析统计学基础统计学基础(四)相关系数的运用(四)相关系数的运用 (2 2)相关系数的取值范围在绝对值的)相关系数的取值范围在绝对值的 之间。其值大小之间。其值大小反映两变量之间相关的密切程度。反映两变量之间相关的密切程度。(1 1)相关系数有正负号,分别表示正相关和负相关)相关系数有正负号,分别表示正相关和负相关。(3 3)当相关系数)当相关系数|r|=1时时,10表明两变量完全相关,即函数关系。表明两变量完全相关,即函数关系。而当而当r=0时,时,表明两变量完全不相关。表
18、明两变量完全不相关。Fundamentals of Statistics 第七章第七章 相关与回归分析相关与回归分析统计学基础统计学基础 例如例如 880 36.4 62 86 80 110 115 132 135 160 1.2 2.0 3.1 3.8 5.0 6.1 7.2 8.0 1 2 3 4 5 6 7 8生产费用生产费用(万元万元)月产量月产量(千件千件)序序 号号xy2x2yxy1.444.009.6114.4425.0037.2151.8464.00207.543,8447,3966,40012,10013,22517,42418,22525,600104,21474.4172
19、.0248.0418.0575.0805.2972.01,280.04,544.6 Fundamentals of Statistics 第七章第七章 相关与回归分析相关与回归分析统计学基础统计学基础 4.36x根据计算结果可知:根据计算结果可知:880y8n54.2072x214,1042y6.544,4xy Fundamentals of Statistics 第七章第七章 相关与回归分析相关与回归分析统计学基础统计学基础 2222)()(yynxxnyxxynr 2288010421484.3654.20788804.366.45448r则相关系数为:则相关系数为:97.0说明产量和生产
20、费用之间存在高度正相关。说明产量和生产费用之间存在高度正相关。Fundamentals of Statistics 第七章第七章 相关与回归分析相关与回归分析统计学基础统计学基础 一、回归分析概述一、回归分析概述二、一元线性回归分析二、一元线性回归分析三、估计标准误差三、估计标准误差 Fundamentals of Statistics 第七章第七章 相关与回归分析相关与回归分析统计学基础统计学基础 一、回归分析概述一、回归分析概述(一一)回归分析的意义回归分析的意义回归分析产生的背景回归分析产生的背景 回归分析是英国生物学家高尔登(后来的著名回归分析是英国生物学家高尔登(后来的著名统计学家)
21、的主要贡献。统计学家)的主要贡献。Fundamentals of Statistics 第七章第七章 相关与回归分析相关与回归分析统计学基础统计学基础(一一)回归分析的意义回归分析的意义 回归分析回归分析是对具有相关关系的两个或两个以上变量之间是对具有相关关系的两个或两个以上变量之间的数量变化的一般关系进行测定,确立一个相应的数学表的数量变化的一般关系进行测定,确立一个相应的数学表达式,以便从一个已知量来推测另一个未知量,为估算预达式,以便从一个已知量来推测另一个未知量,为估算预测提供一个重要的方法。测提供一个重要的方法。理解理解:根据现象间的具体关系根据现象间的具体关系,确立一个相应的数学表
22、达式确立一个相应的数学表达式。根据这个表达式,从一个已知量推测另一个未知量。根据这个表达式,从一个已知量推测另一个未知量。可进行预测,并计算预测误差。可进行预测,并计算预测误差。Fundamentals of Statistics 第七章第七章 相关与回归分析相关与回归分析统计学基础统计学基础(二二)回归分析的主要内容回归分析的主要内容1.确定相关关系的数学表达式确定相关关系的数学表达式 2.根据回归方程根据回归方程,由自变量值对因变量的相应值进由自变量值对因变量的相应值进行估计。行估计。3.确定因变量估计值的误差。确定因变量估计值的误差。Fundamentals of Statistics
23、第七章第七章 相关与回归分析相关与回归分析统计学基础统计学基础(三)回归的种类(三)回归的种类按自变量的个数多少分类按自变量的个数多少分类一元回归一元回归多元回归多元回归一元回归一元回归是指是指只有一个自变量只有一个自变量的回归分析,又称简单回归。的回归分析,又称简单回归。多元回归多元回归是指有是指有两个或两个以上自变量两个或两个以上自变量的回归分析,也称为复的回归分析,也称为复回归。回归。Fundamentals of Statistics 第七章第七章 相关与回归分析相关与回归分析统计学基础统计学基础(三)回归的种类(三)回归的种类按回归线的形态分类按回归线的形态分类线性回归线性回归非线性
24、回归非线性回归线性回归线性回归即是直线回归,是指因变量与自变量之间的即是直线回归,是指因变量与自变量之间的数量关系近似于一条直线。数量关系近似于一条直线。非线性回归非线性回归也称曲线回归,是指因变量与自变量之间也称曲线回归,是指因变量与自变量之间的数量关系近似于一条曲线。的数量关系近似于一条曲线。Fundamentals of Statistics 第七章第七章 相关与回归分析相关与回归分析统计学基础统计学基础(四)相关分析与回归分析的联系与区别(四)相关分析与回归分析的联系与区别l 二者的联系二者的联系:1.相关分析是回归分析的基础和前提条件。相关分析是回归分析的基础和前提条件。2.回归分析
25、是相关分析的继续和深入。回归分析是相关分析的继续和深入。l 二者的区别二者的区别:1.关于是否要明确确定因变量与自变量。关于是否要明确确定因变量与自变量。2.关于有无随机变量的问题。关于有无随机变量的问题。3.关于计算过程中的两个变量是否对等方面。关于计算过程中的两个变量是否对等方面。Fundamentals of Statistics 第七章第七章 相关与回归分析相关与回归分析统计学基础统计学基础 二、一元线性回归方程二、一元线性回归方程(一)一元线性方程式的一般形式(一)一元线性方程式的一般形式bxay(当两变量的增长比率为常数时,它们之间就呈(当两变量的增长比率为常数时,它们之间就呈现为
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