Γιατί μετράμε την διασπορά;

Transcript

1

2 Γιατί μετράμε την διασπορά; Παράδειγμα Δίνεται το ετήσιο ποσοστό κέρδους δύο επιχειρήσεων για 6 χρόνια. Αν έπρεπε να επιλέξετε την μετοχή μιας εκ των 2 με κριτήριο το ποσοστό κέρδους αυτά τα 6 χρόνια. Ποια θα ήταν η επιλογή; Έτος 1η Επιχείρηση 2η Επιχείρηση ,2 7, ,5 7, ,9-5, ,8 14, ,0-11, ,4 16,0 Ο Αριθμητικός Μέσος και στις δύο περιπτώσεις είναι 4,8

3 ΜΕΤΡΑ ΔΙΑΣΠΟΡΑΣ Εύρος Τεταρτημοριακή Απόκλιση ή Ημιενδοτεταρτημοριακό Εύρος Μέση Απόκλιση Διακύμανση και Τυπική Απόκλιση Συντελεστής Μεταβλητότητας Συντελεστής Gini

4 Εύρος Η διαφορά μεγαλύτερης και μικρότερης τιμής Πλεονέκτημα: Εύκολος τρόπος υπολογισμού Μειονέκτημα: Εξαρτάται από τις ακραίες τιμές Δίνει μια πρώτη γρήγορη εικόνα της διασποράς Συνήθεις χρήσεις: Θερμοκρασίες χρηματιστηρίου Τιμές Σε στατιστικές που αφορούν ποιοτικούς ελέγχους στην βιομηχανία

5 Τεταρτημοριακή Απόκλιση Λαμβάνει υπόψη το 50% των δεδομένων Πλεονέκτημα: Δεν επηρεάζεται από τις ακραίες τιμές Εξαρτάται αποκλειστικά από δύο τιμές

6 Μέση Απόκλιση Αταξινόμητα στοιχεία Ταξινομημένα στοιχεία Βασικό πλεονέκτημα: εξαρτάται από όλες τις τιμές της μεταβλητής Βασικό μειονέκτημα: Περιορισμένη δυνατότητα αλγεβρικών υπολογισμών

7 Διακύμανση και Τυπική Απόκλιση Το σημαντικότερο μέτρο διασποράς λόγω των σημαντικών μαθηματικών ιδιοτήτων που έχει Διακύμανση Τυπική Απόκλιση Πληθυσμός Δείγμα Αμερόληπτη Εκτίμηση του σ 2

8 Αμερόληπτη Εκτίμηση του σ 2 για Ταξινομημένα στοιχεία Διακύμανση Τυπική Απόκλιση Μεγαλύτερες αποκλίσεις έχουν μεγαλύτερο βάρος από τις μικρότερες. Είναι προτιμότερες πολλές και μικρές αποκλίσεις από λίγες και μεγάλες. Η τυπική απόκλιση χρησιμοποιείται γιατί μετράται σε μονάδες μέτρησης της μεταβλητής

9 Παράδειγμα i i

10 Θεώρημα Chebyshev Ανεξάρτητα από την μορφή της κατανομής μέσα στο διάστημα βρίσκεται τουλάχιστον το μέρος των τιμών της Χ Παράδειγμα στο διάστημα στο διάστημα βρίσκεται τουλάχιστον το βρίσκεται τουλάχιστον το 75% 88%

11 Συντελεστής Μεταβλητότητας ή Σχετική Διασπορά Αποτελεί σχετική μέτρηση της διασποράς και εκφράζεται ως ποσοστό επι τοις εκατό % Πληθυσμός Δείγμα Δεν εξαρτάται από τη μονάδα μέτρησης της μεταβλητής και επιτρέπει την σύγκριση μεταβλητών ή ομάδων δεδομένων που εκφράζονται σε διαφορετικές μονάδες μέτρησης

12 Σχετική Θέση τιμών Η στατιστική Ζ μας πληροφορεί πόσες τυπικές αποκλίσεις μία τιμή του δείγματος είναι πάνω ή κάτω από τον μέσο όρο του δείγματος.

13

14 Η καμπύλη Lorenz και ο συντελεστής Gini Μέτρο ανισοκατανομής ή συγκέντρωσης: Ελέγχουν πόσο έντονα ανισοκατανέμεται η συνολική τιμή μιας μεταβλητής (π.χ. Γεωργικό οικογενειακό εισόδημα, Γεωργική Γη) στα μέλη ενός πληθυσμού (π.χ. στους νομούς της Ελλάδος ). Η ένταση της ανισοκατανομής ελέγχεται διαγραμματικά με την καμπύλη Lorenz είτε υπολογιστικά με τον συντελεστή Gini Η καμπύλη Lorenz είναι μια μέθοδος γραφικής απεικόνισης της ανισότητας. Βασίζεται στην σχέση της ποσοστιαίας αθροιστικής κατανομής ενός μεγέθους με την κατανομή των μονάδων που αντιστοιχούν σ αυτή.

15 Παράδειγμα Τα μηνιαία εισοδήματα 6 εργαζομένων είναι: 190, 165, 300, 230, 150 και 580 χιλ. δρχ. Να κατασκευαστεί η καμπύλη Lorenz. Να συγκριθεί με την καμπύλη που προκύπτει από τα εισοδήματα 160, 170, 190, 220, 250 και 420 χιλ. δρχ. Y i f i F i F i % Φ i Φ i % (1/6) = (150/1615) = (2/6) = (315/1615) = (3/6) = (505/1615) = (4/6) = (735/1615) = (5/6) = (1035/1615)= (6/6) = (1615/1615)=

16 1,00 0,90 0,80 0,70 0,60 0,50 B 0,40 A 0,30 0,20 0,10 0,00 0,00 0,17 0,33 0,50 0,67 0,83 1,00

17 Συντελεστής Gini Δείκτης ανισότητας που βασίζεται στην καμπύλη Lorenz. Δίνει το λόγο του εμβαδού ανισοκατανομής που είναι με μεγάλη προσέγγιση το εμβαδόν του κάτω δεξιά τριγώνου της καμπύλης Lorenz. Όσο μεγαλύτερη είναι η ανισότητα τόσο μεγαλύτερο είναι και το εμβαδόν μεταξύ της καμπύλης Lorenz και της διαγωνίου. Ο συντελεστής Gini αντιπροσωπεύει το μερίδιο του εμβαδού μεταξύ της καμπύλης Lorenz και της διαγωνίου στο συνολικό εμβαδόν του τριγώνου που ορίζεται από την διαγώνιο και τους δύο άξονες.

18 1η μέθοδος (Γεωμετρική) Φ i+1 Φ i O F i F i+1 Εμβαδόν κάτω από την καμπύλη Lorenz και μεταξύ των σημείων F i και F i ( F - F ) ( F - F )( - ) ( F - F )( ) i 1 i i i 1 i i 1 i i 1 i i 1 i 1 2

19 Εμβαδόν κάτω από την καμπύλη Lorenz Το εμβαδόν μεταξύ καμπύλης Lorenz και διαγωνίου n 2 i 0 n i 0 ( - )( ) F i 1 F i i 1 ( - )( ) F i 1 F i i 1 i i Συντελεστής Gini

20 Παράδειγμα Y i f i F i Φ i (F i+1 -F i ) (Φ i+1 +Φ i ) n 1 - i 0 ( - )( ) G1 1- F i 1 F i i 1 i

21 Μέτρηση Ασυμμετρίας X - M 0 Θετική ασυμμετρία X - M 0 Μηδενική ασυμμετρία (συμμετρία) X - M 0 Αρνητική ασυμμετρία Δείκτης Ασυμμετρίας S k (κατά Bowley) S k (Q (Q M) - M) -(M (M - - Q 1) Q 1) Q 3 Q1-2M Q3 -Q1

22 Είδη Συμμετρικών Κατανομών Κανονική κατανομή Q 1 X M Q 3

23 Θετική Ασυμμετρία Αρνητική Ασυμμετρία Q 1 M X Q 3 Q 1 X M Q 3