第三章 定量资料的统计学描述

第一节 频数分布表与分布图

一、计量资料的频数分布表

频数:对一个变量进行重复观察,其中在某取值下出现的次数

频率/相对频数:频数在总的观察例数中所占的比例

频数表:指如下一种格式的统计表:即同时列出观察指标的可能取值区间及其在各区间出现的频数,这种资料的表达方式比较完整地体现了观察值的分布规律,所以也称为频数分布表。

频数分布表的制作

上、下限必须包含最大、最小值

二、计数资料和等级资料的频数表

三、频数分布图

例:正态分布

正态分布

特点:中间高,两边低,左右对称

用两个参数描写正态分布:

(1)集中位置:均数

(2)离散程度:标准差


例:正偏态分布


例:负偏态分布

偏态分布

特点:频率分布高的偏向一端,没有一个对称轴

用两个参数描写偏态分布:

(1)集中位置:中位数

(2)离散程度:四分位数间距

四、频数分布表和频数分布图的用途

便于观察数据的分布类型:

正态分布or偏态分布

频数分布表和频数分布图:

正态分布:

(1)集中趋势的指标:均数

(2)离散趋势的指标:标准差

偏态分布:

(1)集中趋势的指标:中位数

(2)离散趋势的指标:四分位间距


第二节 集中位置的描述

一、算数均数

μ和x̅

二、几何均数

三、中位数

定义:把一组变量按大小顺序排列,位置居中的那个数值(若n为奇数),用M表示。

适用范围:适合各种类型的资料,无论是正态资料,还是偏态资料。

尤其适合于:大样本偏态分布的资料;资料有不确定数值(如某数值<1,但具体值不明);资料分布不明;资料中有离群值等。

对于正态分布资料,首选算术均数。

对于偏态分布资料,首选中位数。

中位数所在的组:其累积频率略大于50%的组。

当数据呈对称分布时,均数和中位数接近。

当数据呈正偏态分布时,均数大于中位数。

当数据呈负偏态分布时,均数小于中位数。

1 C 2 D
3 A
中位数

第三节 变异指标

变异指标:定量描述离散趋势的指标。反映一组同质的计量资料观察值之间的变异程度。

指标:

(1)按间距计算:全距、四分位间距

(2)按平均差距计算:离均差平方和、方差、标准差、变异系数

P50即中位数。

求P25、P75

P25 = 0.9 + 0.1 * [(160 * 25% - 37)/17] = 0.92

P75 = 1.3 + 0.1 * [(160 * 75% -110)/17] = 1.36

Q = P75 - P25 = 0.44

四分位数间距

将特殊的3个分位数P25、P50、P75统称为四分位数,并且分别称为第一四分位数、第二四分位数和第三四分位数,记为Q1、Q2和Q3。

Q3与Q1的差值为四分位数间距。

Q = Q3 - Q1 = P75 - P25

样本均数代替总体均数,导致离均差缩小。英国统计学家Gosset W-S提出自由度,以n-1代替n。

n-1又称作“自由度”,指随机变量可以“自由”变动的个数。

v=n-限制条件的数目

fX = 频数 * 组中值

fX^2 = 频数 * (组中值)^2

方差 = (221.52 - (182.30)^2/160)/(160 - 1) = 0.0869

标准差 = 0.29

标准差的基本内容是离均差,它显示一组变量值与其均数的间距,故标准差直接地、总结地、平均地描述了变量值的离散程度。

例:计算甲组的离均差平方和、方差和标准差

ss = 40

方差 = 10

标准差 = 3.16

适用范围:

(1)观察指标单位不同,如身高、体重,

(2)均数相差悬殊

体重的变异大于身高的变异

绝对变异受平均水平的影响

相对变异排除了平均水平的影响

1 A 2 E 3 E

总结:

平均数
变异指标

第四节 正态分布

一、正态分布的概念和特征

一种连续型随机变量常见而重要的分布

μ为位置参数,σ为形状参数

例1:已知u1=-1.76,u2=-0.25,求标准正态曲线下(-1.76,-0.25)范围内的面积。

答:P(u1<u<u2)= Φ(u2)- Φ(u1)= 0.4013 - 0.0392 = 0.3621

参考:

例2:已知u1=-1.20,u2=1.6,求标准正态曲线下(-1.20,1.60)范围内的面积。

答: Φ(- ∞,1.60)= 1- Φ( - ∞,-1.60 )= 1 - 0.0548 = 0.9452

P(u1<u<u2)=Φ(u2)-Φ(u1)= 0.9452 - 0.1151 = 0.8301

例1:140名成年男子红细胞均数和标准差分别为4.78ⅹ10^12/L和0.37ⅹ10^12/L,求红细胞数在4ⅹ10^12/L至5.3ⅹ10^12/L范围内所占的比例。

答:可以转换为标准正态分布下的取值。

u1 =(4-4.78)/0.37=-2.11

u2 =(5.3-4.78)/0.37=1.41

P1 = 0.0174

P2 = 0.0793

P = 1-0.0174-0.0793=0.9033

例2:

正态分布的应用:

(1)制定医学参考值范围。

假设检验可以检验是否有统计学上的差异
大多数情况下选取95%、99%,根据目的进行选择,95%更多见

估计参考值范围的界限:①(资料的分布不符合正态分布时)百分位数法;②正态分布法。

① 百分位数法:

② 正态分布法:

(2)质量控制。

(3)正态分布是许多统计方法的理论基础。

很多统计学方法都是建立在正态分布的基础之上的。

非正态分布资料,对于经对数转化后成为正态分布或近似正态分布,先做变量转换,然后按正态分布的方法进行处理。

例1:某地调查正常成年男子200人的红细胞数,均数为55.26ⅹ10^12/L,标准差为0.38ⅹ10^12/L,试估计该地成年男子的红细胞数的95%的参考值范围。

答:

例2:抽样测定某城市125名55-60岁组健康男性居民的血清低密度脂蛋白含量(mmol/L),如表所示,试制定该市55-60岁组健康男性居民的血清LDL-C的95%的参考值范围。

数据呈偏态分布

答:P2.5 = 1.3 + 0.3(125ⅹ2.5% - 0)/5=1.49

       P97.5 = 4.3 + 0.3(125ⅹ97.5% - 106)/17 = 4.58

该市125名55-60岁组健康居民男性LDL-C的95%的参考值范围为1.49-4.58。

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