41
Общая дисперсия отражает вариацию признака за счёт всех условий и причин, действующих в совокупности. Она может быть исчислена:
для несгруппированных данных |
2 |
|
(х х)2 |
|
; |
|
|
|
n |
|
|||
|
|
|
|
|
||
для сгруппированных данных |
2 |
(x x)2 f |
|
, |
||
|
|
f |
||||
|
|
|
|
|
||
где х – средняя, рассчитанная по всей совокупности.
Групповая дисперсия отражает вариацию признака только за счёт условий и причин, действующих внутри группы. Она рассчитывается по формулам:
для несгруппированных данных
для сгруппированных данных
2 |
|
(х |
хi )2 |
|
; |
|
i |
|
n |
|
|||
|
|
|
||||
|
|
|
|
|||
2 |
(x xi |
)2 f |
|
, |
||
i |
f |
|
где хi – средняя, рассчитанная по i -й группе.
Средняя из групповых дисперсий отражает вариацию признака за счёт случайных причин:
|
2 |
i2 f |
. |
|
|
||||
i |
f |
|||
|
||||
|
|
|
||
Межгрупповая дисперсия характеризует вариацию результативного признака за счёт группировочного признака:
2 (хi x)2 f
f
.
Между указанными видами дисперсий существует определенное соотношение: общая дисперсия равнв сумме средней из групповых дисперсий и межгрупповой дисперсии:
2 |
|
2 |
2 . |
|
|||
|
i |
|
|
Правило сложения дисперсий используется в статистике для определения степени связи для определения степени связи между изучаемыми признаками. Метод аналитических группировок с применением правила сложения дисперсий позволяет определить тесноту связи между признаками с помощью эмпирического корреляционного отношения.
Первоначально рассчитывает коэффициент детерминации, который показывает какую часть общей вариации изучаемого признака составляет вариация межгрупповая, т.е. обусловленная группировочным признаком:
42
2
2 2 .
Эмпирическое корреляционное отношение характеризует тесноту связи между признаками группировочным (факторным) и результативным.
2
2 .
Эмпирическое корреляционное отношение может принимать значения от 0 до 1.
Для оценки тесноты связи на основе показателя эмпирического корреляционного отношения можно воспользоваться соотношениями Чеддока:
Эмпирическое |
корреля- |
0,10–,3 |
0,3–0,5 |
0,5–0,7 |
0,7–0,9 |
0,9–0,99 |
ционное отношение |
|
|
|
|
|
|
Теснота связи |
|
слабая |
умеренная |
заметная |
тесная |
весьма |
|
|
|
|
|
|
высокая |
Пример 4. Имеются следующие данные о выполнении работ проектноизыскательскими организациями разной формы собственности:
Форма собственности |
Количество |
Объем выполненных работ (млн руб.) |
|
|
предприятий |
|
|
Государственная |
4 |
10; 30; 20; |
40 |
|
|
|
|
Негосударственная |
6 |
20; 40; 60; |
20; 50; 50 |
|
|
|
|
Определить: 1) общую дисперсию; 2) групповые дисперсии; 3) среднюю из групповых дисперсий; 4) межгрупповую дисперсию; 5) общую дисперсию на основе правила сложения дисперсий; 6) коэффициент детерминации и эмпирическое корреляционное отношение. Сделайте выводы.
Решение:
1. Определим средний объём выполнения работ предприятий двух форм собственности:
х |
|
|
х |
10 |
30 |
20 |
40 |
20 |
40 |
60 |
20 |
50 |
50 |
340 |
34 |
млн руб. |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
n |
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
|
10 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Рассчитаем общую дисперсию: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
2 |
|
|
(х х)2 |
|
(10 |
34)2 |
(30 34)2 |
(20 |
34)2 |
|
(40 34)2 |
(20 34)2 (40 34)2 |
||||||
n |
10 |
43
(60 |
34)2 |
(20 |
34)2 |
(50 |
34)2 |
(50 |
34)2 |
576 |
16 |
196 |
36 |
196 |
36 |
676 |
196 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
256 |
256 |
2440 |
244 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
2. |
|
|
Определим групповые средние: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
х1 |
10 |
30 |
20 |
40 |
|
|
25 млн руб.; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
х2 |
20 |
40 |
60 |
20 |
50 |
50 |
|
|
|
40 млн руб. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Групповые дисперсии: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
2 |
|
|
|
|
(х |
хi )2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
i |
|
|
|
|
|
|
|
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
(10 |
25)2 |
|
(30 |
|
25)2 |
(20 |
25)2 |
|
(40 |
25)2 |
225 |
25 |
|
25 |
225 |
125 |
||||||||||||||||||||||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
2 |
(20 |
40)2 |
|
(40 |
40)2 |
(60 |
40)2 |
|
(20 |
40)2 |
(50 |
40)2 |
|
(50 |
40)2 |
|
|||||||||||||||||||||||
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
400 |
0 |
400 |
|
400 |
|
100 |
100 |
|
1 400 |
|
233,3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
3. |
|
Рассчитаем среднюю из групповых дисперсий: |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
i2 f |
125 4 |
233,3 6 |
|
1899,8 |
190 ; |
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i |
f |
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
10 |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
4. |
|
|
Определим межгрупповую дисперсию: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
(хi |
x)2 f |
(25 |
|
34)2 |
4 (40 34)2 6 |
|
54 . |
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
5. |
|
Рассчитаем общую дисперсию на основе правила сложения дисперсий: |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
2 |
190 |
54 |
244 . |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
6. |
|
|
Определим коэффициент детерминации: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
2
2
2
54 0,22 .
244
Таким образом, объём работ, выполненных проектно-изыскательскими организациями на 22% зависит от формы собственности предприятий.
Эмпирическое корреляционное отношение рассчитываем по формуле
2 
0,22 0,47 .
Величина рассчитанного показателя свидетельствует о том , что зависимость объема работ от формы собственности предприятия невелика.
44
Пример 5. В результате обследования технологической дисциплины производственных участков получены следующие данные:
% производственных |
Число |
Средние убытки от |
Дисперсия |
участков с нарушением |
участков |
брака продукции, тыс. |
убытков |
технологической дисциплины |
|
ден. единиц |
от брака |
1,2 – 1,7 |
7 |
1,2 |
0,22 |
1,7 – 2,2 |
9 |
1,6 |
0,02 |
2,2 и более |
6 |
2,0 |
0,06 |
Определите коэффициент детерминации
Решение
1. Рассчитаем среднюю из групповых дисперсий:
|
2 |
|
|
i2 f |
0,22 |
7 |
0,02 |
9 |
0,06 6 |
|
|
1,54 |
0,18 |
0,36 |
2,08 |
0,09 . |
|
||||||||||||||||||
i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
f |
|
|
|
|
|
|
|
7 |
9 |
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
22 |
|
|
22 |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
2. |
|
Определим общую среднюю: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
х |
|
хi f |
|
1,2 7 |
|
1,6 |
9 |
2,0 |
6 |
|
|
8,4 |
|
14,4 |
12 |
34,8 |
1,6 . |
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
f |
|
|
7 9 |
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
22 |
|
|
|
22 |
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
3. |
|
Найдм межгрупповую дисперсию: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
2 |
|
|
(хi |
|
|
x)2 f |
|
|
(1,2 |
1,6)2 |
7 |
|
(1,6 |
|
1,6)2 |
9 |
(2 |
1,6)2 |
6 1,12 7 0 9 0,96 6 |
0,09. |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
f |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|
9 6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
22 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
4. Рассчитаем общую дисперсию: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
2 |
0,09 |
0,09 0,18 . |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i |
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
7. Определим коэффициент детерминации:
2
2
2
0,09 0,5 .
0,18
Таким образом, средние убытки от брака на 50% зависят от % производственных участков с нарушением технологической дисциплины.
Правило сложения дисперсий для альтернативного признака
Для альтернативного признака связь между дисперсиями выражается следующей формулой:
2 |
|
|
2 |
2 |
|
||||
|
|
|
pi |
pi , |
р |
|
|
45
где p – доля признака;
2р – общая дисперсия:
2 |
p(1 p), |
||
|
|
||
p |
|||
|
|||
ррi fi ,
fi
где рi – доля признака в каждой группе; |
|
|
|
|||||||||
|
fi |
– численность единиц в отдельных группах; |
|
|||||||||
|
fi |
|
– объём совокупности; |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
2 |
|
– средняя из групповых дисперсий: |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
pi |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
pi(1 pi) fi |
|
|
|
|
|
|
|
|
pi(1 |
pi) |
, |
||||
|
|
|
|
|
|
pi |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
fi |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
где |
2 |
|
|
– межгрупповая дисперсия: |
|
|
|
|
|
|||
|
pi |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
( p |
p)2 fi |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i |
|
. |
|
|
pi |
fi |
|
Пример 6. Имеются следующие данные о численности рабочих в цехах предприятия:
Цех предприятия |
Удельный вес основных рабочих, % |
Численность рабочих в |
|
р i |
цехе, f i |
1 |
80 |
100 |
2 |
75 |
200 |
3 |
90 |
150 |
Итого |
- |
450 |
Определите: 1) долю основных рабочих в целом по трём цехам; 2) общую дисперсию; 3) среднюю из групповых дисперсий; 4) межгрупповую дисперсию; 5) общую дисперсию, используя правило сложения дисперсий.
Решение
1. Определим долю основных рабочих в целом по трём цехам
p |
pi fi |
|
0,8 100 0,75 200 0,9 150 |
|
365 |
0,811 . |
|
fi |
450 |
450 |
|||||
|
|
||||||
2. Рассчитаем общую дисперсию доли основных рабочих:
2 p(1 p) 0,811(1 0,811) 0,153 .
p
3. Найдём среднюю из групповых дисперсий: