Biostatistics(3)数据的概括性度量

2.1 数据的重要特征

1、中心性 Center:反映数据集中心点位置的代表值或平均值
2、异众性 Variation:反映值之间的差异
3、分布 Distribution:数据分布的性质、形态(如是否均匀)
4、离群值 Outliers:与绝大多数其他样本值相距很远的样本值
5、时间 Time:随时间改变的数据特征

2.2 集中趋势的度量

集中趋势是指一组数据向某一中心值靠拢的程度,它反映了一组数据中心点的位置所在。

2.2.1 平均数(Mean)

平均数(均值):是一组数据相加后除以数据的个数得到的结果

Mean.png

平均数的特征
1、唯一性 Uniqueness:当给定的数据确定,有且只有一个平均值
2、简单性 Simplicity:容易理解和计算
3、受到极端值的影响 Affected by extreme values:所有的值都参与运算,因此当样本中出现极端值时,平均值的大小会受到较大的影响。

2.2.2 中位数(Median)和分位数

中位数:是一组数据排序后处于中间位置上的变量值。
我们将n个数据排序后:
当n为奇数时,第(n+1)/2个为中位数。
当n为偶数时,第n/2个和第(n/2)+1个数的平均值为中位数。
中位数的特征
1、唯一性 Uniqueness:当给定的数据确定,有且只有一个中位数
2、简单性 Simplicity:容易理解和计算
3、不会受到极端值的影响 Not affected by extreme values

四分位数:是一组数据排序后处于25%和75%位置上的值。
设下四分位数为Q1,上四分位数为Q2,则:
Q1位置=n/4
Q2位置=3n/4

例:在某城市中随机抽取9个家庭,调查得到每个家庭的人均月收入数据如下(单位:元)。要求计算人均月收入的中位数和上下四分位数。
1500 750 780 1080 850 960 2000 1250 1630
解:首先进行排序
750 780 850 960 1080 1250 1500 1630 2000
中位数位置=(10+1)/2=5.5
M=(960+1080)/2=1020(元)
下四分位位置=n/4=9/4=2.25
即Q1在第2个数值和第3个数值之间0.25的位置上:
Q1=780+(850-780)0.25=797.5(元)
上四分位位置=3n/4=27/4=6.75
即Q2在第6个数值和第7个数值之间0.75的位置上:
Q2=1250+(1500-1250)
0.75=1437.5(元)

2.2.3 众数(Mode)

众数:是一组数据中出现次数最多的变量值。一般情况下,只有在数据量较大的情况下,众数才有意义。

2.3 离散程度的度量

2.3.1 极差(Range)

极差=最大的值-最小的值

• Data(age): 43,66,61,64,65,38,59,57,57,50.
• FindRange? Range=66-38=28

2.3.2 方差(Variance)和标准差(Standard Deviation)

方差:各变量值与其平均数离差平方的平均数。

Variance.png

其中注意计算样本的方差要除以n-1而不是n,除以n-1所得到的才是无偏样本方差。具体证明如下:

Samplevariance.png

标准差:方差开放后即为标准差

Standard Deviation.png

2.3.3 离散系数(The Coefficient of Variation)

离散系数:是一组数据的标准差与其相应的平均数之比

The Coefficient of Variation.png

离散系数是测度数据离散程度的相对统计量,主要是用于比较不同样本数据的离散程度。离散系数大, 说明数据的离散程度也大;离散系数小,说明数据的离散程度也小。

• c.v(Sample1)=(10/145)100=6.9
• c.v(Sample2)=(10/80)
100=12.5
Then sample 2 is more variable.

Example.png

2.4 R语言计算数据的概括性度量

Rcode.png
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