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統(tǒng)計(jì)學(xué)常犯錯(cuò)誤TOP榜,避坑防雷指南!

發(fā)布人:數(shù)據(jù)派THU 時(shí)間:2022-06-19 來(lái)源:工程師 發(fā)布文章

源:知乎 良好研究方法 作者:求知鳥(niǎo)  pythonic生物人

1. 變量之間關(guān)系可以分為兩類:


函數(shù)關(guān)系:反映了事務(wù)之間某種確定性關(guān)系相關(guān)關(guān)系:兩個(gè)變量之間存在某種依存關(guān)系,但二者并不是一一對(duì)應(yīng)的;反映了事務(wù)間不完全確定關(guān)系;
2. 為什么要對(duì)相關(guān)系數(shù)進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)?

  • 實(shí)際上完全沒(méi)有關(guān)系的變量,在利用樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算時(shí)也可能得到一個(gè)較大的相關(guān)系數(shù)值(尤其是時(shí)間序列數(shù)值)
  • 當(dāng)樣本數(shù)較少,相關(guān)系數(shù)就很大。當(dāng)樣本量從100減少到40后,相關(guān)系數(shù)大概率會(huì)上升,但上升到多少,這個(gè)就不能保證了;取決于你的剔除數(shù)據(jù)原則,還有這組數(shù)據(jù)真的可能不存在相關(guān)性;


改變兩列數(shù)據(jù)的順序,不會(huì)對(duì)相關(guān)系數(shù),和散點(diǎn)圖(擬合的函數(shù)曲線)造成影響;對(duì)兩列數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理,標(biāo)準(zhǔn)化處理,不會(huì)影響相關(guān)系數(shù);我們計(jì)算的相關(guān)系數(shù)是線性相關(guān)系數(shù),只能反映兩者是否具備線性關(guān)系。相關(guān)系數(shù)高是線性模型擬合程度高的前提;此外相關(guān)系數(shù)反映兩個(gè)變量之間的相關(guān)性,多個(gè)變量之間的相關(guān)性可以通過(guò)復(fù)相關(guān)系數(shù)來(lái)衡量;
3. 增加變量個(gè)數(shù),R2會(huì)增大;P值,F(xiàn)值只要滿足條件即可,不必追求其值過(guò)小;
4. 多重共線性與統(tǒng)計(jì)假設(shè)檢驗(yàn)傻傻分不清?
多重共線性與統(tǒng)計(jì)假設(shè)沒(méi)有直接關(guān)聯(lián),但是對(duì)于解釋多元回歸的結(jié)果非常重要。相關(guān)系數(shù)反應(yīng)兩個(gè)變量之間的相關(guān)性;回歸系數(shù)是假設(shè)其他變量不變,自變量變化一個(gè)單位,對(duì)因變量的影響,而存在多重共線性(變量之間相關(guān)系數(shù)很大),就會(huì)導(dǎo)致解釋困難;比如y~x1+x2;x·1與x2存在多重共線性,當(dāng)x1變化一個(gè)單位,x2不變,對(duì)y的影響;而x1與x2高度相關(guān),就會(huì)解釋沒(méi)有意義。
一元回歸不存在多重共線性的問(wèn)題;而多元線性回歸要摒棄多重共線性的影響;所以要先對(duì)所有的變量進(jìn)行相關(guān)系數(shù)分析,初步判定是否滿足前提---多重共線性。
5. 時(shí)間序列數(shù)據(jù)會(huì)自發(fā)呈現(xiàn)完全共線性問(wèn)題,所以我們用自回歸分析方法;
6. 什么樣的模型才是一個(gè)好模型?
在測(cè)試集表現(xiàn)與預(yù)測(cè)集相當(dāng),說(shuō)明模型沒(méi)有過(guò)度擬合:在訓(xùn)練集上表現(xiàn)完美,在測(cè)試集上一塌糊涂;原因:模型過(guò)于剛性:“極盡歷史規(guī)律,考慮隨機(jī)誤差”;擬合精度不能作為衡量模型方法的標(biāo)準(zhǔn);
一個(gè)好的模型:只描述規(guī)律性的東西(抓住事務(wù)的主要特征),存在隨機(jī)誤差是好事,在預(yù)測(cè)時(shí),就有了“容錯(cuò)空間”,預(yù)測(cè)誤差可能減小!
7. 假設(shè)檢驗(yàn)顯著性水平的兩種理解:

  • 顯著性水平:通過(guò)小概率準(zhǔn)則來(lái)理解,在假設(shè)檢驗(yàn)時(shí)先確定一個(gè)小概率標(biāo)準(zhǔn)----顯著性水平;用 圖片 表示;凡出現(xiàn)概率小于顯著性水平的事件稱小概率事件;
  • 通過(guò)兩類錯(cuò)誤理解: 圖片 為拒絕域面積


    圖片圖片
    8. 中心極限定律與大數(shù)定理:


    大數(shù)定理---正態(tài)分布的“左磅”,隨著樣本數(shù)的增加,樣本的平均值可以估計(jì)總體平均值;
    中心極限定理---正態(tài)分布的“右臂”具有穩(wěn)定性,大數(shù)定理說(shuō)明大量重復(fù)實(shí)驗(yàn)的平均結(jié)果具有穩(wěn)定解決了變量均值的收斂性問(wèn)題中心極限定理說(shuō)明隨機(jī)變量之和逐漸服從某一分布,解決了分布收斂性問(wèn)題。
    9. 方差
    方差能最大程度的反映原始數(shù)據(jù)信息;
    圖片
    反映了一組數(shù)據(jù)相對(duì)于平均數(shù)的波動(dòng)程度,相比于 圖片 ,其平方項(xiàng)更放大了波動(dòng),且差的平方在數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)上有大用。
    10. 使用最小二乘法條件:

    • 自變量之間不能存在完全共線性;
    • 總體方程誤差項(xiàng)服從均值為0的正態(tài)分布(大數(shù)定理)
    • 誤差項(xiàng)的方差不受自變量影響且為固定值;(同方差性)


    11. 最大似然估計(jì)與最小二乘法區(qū)別

    • 最小二乘法是基于幾何意義上距離最小
    • 最大似然估計(jì)是基于概率意義上出現(xiàn)的概率最大
    • 最小二乘法:對(duì)數(shù)據(jù)分布無(wú)要求
    • 最大似然估計(jì):需要知道概率密度函數(shù)


    12. 關(guān)于H0與H1
    H0:原假設(shè),零假設(shè)----零是相關(guān)系數(shù)為0,說(shuō)明兩個(gè)變量無(wú)關(guān)系H1:備用假設(shè)
    如何設(shè)置原假設(shè):
    1)H0與H1是完備事件組,相互對(duì)立,有且只有一個(gè)成立
    2)在確立假設(shè)時(shí),先確定備設(shè)H1,然后再確定H0,且保證“=”總在H0上
    3)原H0一般是需要反駁的,而H1是需要支持的
    4)假設(shè)檢驗(yàn)只提供原假設(shè)不利證據(jù)

    即使“假設(shè)”設(shè)置嚴(yán)密,檢驗(yàn)方法“精確”;假設(shè)檢驗(yàn)始終是建立在一定概率基礎(chǔ)上的,所以我們常會(huì)犯兩類錯(cuò)誤;
    第一類:原H0是真,卻拒絕原假設(shè);犯 圖片 類錯(cuò)誤第二類:原H0是假,卻不拒絕原假設(shè);犯 圖片 類錯(cuò)誤通常只能犯兩種錯(cuò)誤中的一種,且 圖片 增加, 圖片 減少通常, 圖片 類錯(cuò)誤是可控的,先設(shè)法降低第一類錯(cuò)誤概率 圖片
    13. 什么是雙尾檢驗(yàn),單尾檢驗(yàn)?
    1)當(dāng)H0采用等號(hào),而H1采用不等號(hào),雙尾檢驗(yàn)2)當(dāng)H0是有方向性的,單尾檢驗(yàn)
    14. P值

    • 當(dāng)原假設(shè)為真時(shí),比所得到的樣本觀察,結(jié)果更極端的結(jié)果會(huì)出現(xiàn)的概率。
    • 如果P值很小,我們拒絕原假設(shè)的理由越充分。
    • P的意義不表示兩組差別大小,p反映兩組差別有無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義
    • 顯著性檢驗(yàn)只是統(tǒng)計(jì)結(jié)論,判斷差別還需要專業(yè)知識(shí);


    15. T檢驗(yàn)與U檢驗(yàn)

    • 當(dāng)樣本容量n夠大,樣本觀察值符合正態(tài)分布,可采用U檢驗(yàn)
    • 當(dāng)樣本容量n較小,若觀測(cè)值符合正態(tài)分布,可采用T型檢驗(yàn)


    16. 方差分析
    主要用于兩樣本及以上樣本間的比較,又被稱為F檢驗(yàn),變異數(shù)分析;
    基本思想:通過(guò)分析研究不同來(lái)源的變異對(duì)總體變異的貢獻(xiàn)大小,從而確定可控因素對(duì)研究結(jié)果影響力的大小;
    總變異可以被分解為組間變異與組內(nèi)變異

    • 組間變異:由于不同實(shí)驗(yàn)處理而造成的各組之間的變異
    • 組內(nèi)變異:組內(nèi)各被適變量的差異范圍所呈現(xiàn)的變異


    圖片
    17. 直方圖:對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整體描述,突出細(xì)節(jié)
    箱線圖:對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行概要描述,或?qū)Σ煌瑯颖具M(jìn)行比較。箱線圖可以讓我們迅速了解數(shù)據(jù)的匯集情況(這個(gè)樣本,緊密的集合在一起;哇,這個(gè)樣本不那么密集;這個(gè)樣本,大部分向左偏,哇,這個(gè)樣本大部分向右偏。)
    但是請(qǐng)注意:一個(gè)直方圖比1000個(gè)p值更重要,拿到數(shù)據(jù)先繪制散點(diǎn)圖、直方圖、箱線圖看看,再?zèng)Q定用什么描述!
    18. 霜線圖
    對(duì)于分位數(shù)的理解:霜線圖看數(shù)據(jù)分布特征統(tǒng)計(jì)學(xué)中,把所有數(shù)值由小到大排列并分成四等份,處于三個(gè)分割點(diǎn)位置的得分就是四分位數(shù)。所以,四分位數(shù)有三個(gè)!四指四等份!

    • 第一四分位數(shù):下四分位數(shù);等于該樣本中所有數(shù)值由小到大排列后第25%的數(shù)字(所以下四分位數(shù)可以不是樣本中的數(shù)值,它是一個(gè)統(tǒng)計(jì)指標(biāo)(就像平均數(shù)一樣,不一定是原數(shù)據(jù)中的一點(diǎn))
    • 第二四分位數(shù):中位數(shù)
    • 第三四分位數(shù):上四分位數(shù)


    其中,下四分位數(shù)與上四分位數(shù)的距離叫四分位距!(IQR)
    圖片
    一元回歸不存在多重共線性的問(wèn)題;而多元線性回歸要摒棄多重共線性的影響;所以要先對(duì)所有的變量進(jìn)行相關(guān)系數(shù)分析,初步判定是否滿足前提---多重共線性。


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