Бакалавриат → Вероятность и статистика ↓
Фигуры
Статистика - это раздел математики, который занимается сбором, анализом, интерпретацией, представлением и организацией данных. В контексте вероятности и статистики он главным образом направлен на прогнозирование или выводы о всей популяции на основе выборки данных. Статистика используется в каждой области от бизнеса до науки для принятия обоснованных решений.
Что такое данные?
Данные относятся к информации, собранной для справки или анализа. В статистике данные важны, потому что они представляют наблюдения или измерения, которые вас интересуют. Данные можно классифицировать на:
- Качественные данные: Это описательные элементы, такие как имена, метки или категории. Общие примеры: цвета, названия городов и виды музыки.
- Количественные данные: Этот тип данных относится к числовой информации, которую можно измерить или подсчитать. Примеры включают рост, вес и температуру.
Типы статистики
В статистике существует два основных типа:
- Описательная статистика: Она включает обобщение и представление данных. Такие меры, как среднее, медиана, мода и стандартное отклонение, используются для предоставления обзора основных характеристик набора данных.
- Инференциальная статистика: Она связана с обобщениями или прогнозами о населении на основе данных выборки. Включает использование таких методов, как проверка гипотез, доверительные интервалы и регрессионный анализ.
Описательная статистика
Значение
Среднее - это среднее значение набора величин. Оно рассчитывается путем суммирования всех чисел и деления на количество этих чисел.
Среднее = (Сумма всех данных) / (Количество данных)
Например, если у вас есть набор данных: 2, 4, 6, 8 и 10, среднее будет равно:
Среднее = (2 + 4 + 6 + 8 + 10) / 5 = 6
Медиана
Медиана - это среднее значение, когда точки данных расположены в порядке возрастания. Если количество наблюдений четное, медиана является средним из двух средних чисел.
Например, в наборе данных: 3, 5, 7, 9 медиана равна:
Медиана = (5 + 7) / 2 = 6
Метод
Мода - это число, которое чаще всего встречается в наборе данных. Набор данных может иметь одну моду, более одной моды или не иметь моду.
Например, набор данных: 3, 3, 5, 7, 9 имеет моду:
Мода = 3
Стандартное отклонение
Стандартное отклонение - это мера диапазона вариации или разброса в наборе данных. Низкое стандартное отклонение означает, что точки данных близки к среднему, тогда как высокое отклонение означает, что точки данных распространены на больший диапазон.
Стандартное отклонение (σ) = √[(Σ(Xi - μ)²) / N]
Здесь, Σ
обозначает сумму, Xi
- это отдельные точки данных, μ
- это среднее значение данных, а N
- количество точек данных.
Инференциальная статистика
Инференциальная статистика использует выборочные данные для вывода, принятия решений, прогнозов или других обобщений о населении. Некоторые из основных методов включают:
Проверка гипотез
Это статистический метод для принятия решения о гипотезе. Нулевая гипотеза представляет статус-кво, а альтернативная гипотеза представляет то, что мы хотим доказать. Основные компоненты:
- Нулевая гипотеза (
H0
): Предполагается, что нет значительных различий или эффектов. - Альтернативная гипотеза (
H1
): Предполагается, что есть значительные различия или эффекты. - p-значение: Определяет вероятность наблюдения результатов выборки, если нулевая гипотеза истинна. Низкое p-значение (< 0.05) указывает на сильные доказательства против нулевой гипотезы.
Доверительный интервал
Доверительный интервал - это диапазон значений, который используется для оценки истинного значения параметра популяции. Это интервал оценки, который дает нам диапазон, в котором мы ожидаем, что истинный параметр находится.
Доверительный интервал = Статистика ± Погрешность
Для уровня доверия 95% существует 95% вероятность, что интервал, рассчитанный из выборки, содержит истинный параметр популяции.
Регрессионный анализ
Регрессионный анализ - это статистический метод для изучения отношений между двумя или более переменными. Он позволяет понять, как конкретное значение зависимой переменной изменяется, когда меняется одна из независимых переменных.
y = mx + c
Здесь y
обозначает зависимую переменную, m
- наклон, x
- независимую переменную, а c
- y-перехват.
Применение статистики
Использование статистики широко распространено. Некоторые из основных областей, где она играет важную роль, включают:
- Бизнес: Принятие решений, анализ рынка и оценка финансовых результатов во многом зависят от статистических методов, таких как тренды и регрессионный анализ.
- Здравоохранение: Прогнозирование вспышек заболеваний, эффективность лечения и демография пациентов.
- Наука и исследования: анализ экспериментальных данных, анализ выборок опросов и разработка исследований.
- Спорт: Анализ производительности, улучшение тактики и методов тренировки в спорте.
Заключение
Статистика - это мощный инструмент, используемый для извлечения информации из данных. Её широкий спектр методов и приемов полезен в большом количестве областей, так как она помогает обобщать, анализировать и делать выводы о информации. Основы статистики, такие как меры центральной тенденции, разброса и присущие им техники, подготавливают людей к пониманию истории данных и принятию обоснованных решений.