什么是样本(统计基础:样本的总体基本定义&统计量概述常用)

摘要:本文介绍了统计基础中的总体、样本和统计量的概念。总体是所有研究对象,样本是随机抽取的一部分研究对象。文章详细阐述了样本和总体的关系,以及样本平均值和方差的性质。此外,还介绍了常见的统计量,如样本均值、样本方差等。本文旨在为读者提供统计学的基础知识,为之后学习抽样分布等相关内容打下基础。

什么是样本:统计基础:什么是样本?

一般和样本的基本定义&统计量概述常用

什么是样本(统计基础:样本的总体基本定义&统计量概述常用)

统计学相关知识是数据科学的重要基础之一。

我们以前分享过很多与数据应用程序相关的内容,从到,等等。今天,我们将系统地分享一些与基础理论相关的内容,包括统计学、概率论。

一、一般、样本和抽样

事实上,统计学的本质是研究样本和整体学科。

(1)关于整体

首先,什么是整体?

总的来说,它是我们想要研究的所有对象。例如,如果我们想研究淘宝的所有用户,那么淘宝的所有7亿用户都是整体。整个用户中的每个人都是一个个体。

若整体有限,则为有限整体,无限整体为无限整体。

对于整体,我们给出一个随机变量X,随机变量的分布是整体分布。

(2)样本

在研究的整体过程中,我们发现了一个问题,总体数量往往过多。例如,对于淘宝的所有用户,如果你想研究所有用户的满意度,你该怎么办?你想一个人调查一下吗?这显然是不现实的。此时,有抽样和样本的价值。

抽样是什么?

简单来说,抽样就是整体的一部分。比如所有淘宝用户抽1000人,这1000人就是样本,抽样过程就是抽样。1000人是样本大小,也叫样本容量。

对于抽了n个样本X1,X2,……Xn,样本变量通常用以下表示:什么是样本?

如果抽样发生,每个样本都有一个特定的值,比如样本X1的取值是x1,那我们就把x1称为观测值,所有样本的观测值如下所示:什么是样本?

综上所述,大写表示变量,小写表示确定值(因为已经提取测量)。

(3)抽样

关于抽样,我们要求随机抽样。有以下要求:

同样的分布。每个样本都需要平等和独立的机会。抽一个个体对其他个体没有影响。当然,简单随机抽样是理想情况,实际操作难度较大。

(4)样品的分布

样本的概率函数等于每个样本的联合概率分布,因为样本的提取是独立的。

二、统计量

了解整体和样本,再看统计。

(1)统计量的定义

首先看定义:无未知参数样本的函数称为统计量。

说白了,统计是我们采集的样本和结构中不含未知参数的函数。函数可以随意构建,只要不含未知参数(可以含已知参数)。

比如,我们求样本的和,求样本平方之后的和,这些都是统计量。

(2)常见统计

这里介绍一下常见的统计量。

样本均值:

样本方差(修正):

注意,这里的样了样本方差。细心的朋友也应该发现这里的系数分母是n-1(未修正样本方差的分母是n,这也是我们初中毕业证书高中毕业证书一直使用的方差的定义)。修改的主要目的是使样本方差是整体方差的无偏差估计。关于无偏差估计,请稍后进行解释。

样品标准差:

样本K阶原点矩:

当这里的k=1一阶原点矩为平均值。

样本K阶中心矩:

当这里的k=2未修正的样本方差为。

三、样本平均值和方差的性质

上面提到的统计量很多,但是样本平均值和方差还是比较常用的。因此,详细阐述了样本平均值和方差的一些性质。

(1)样本平均值的期望是整体平均值

什么意思,举例说明。

假设所有7亿淘宝用户对网站的平均满意度为80分(这是未知的),抽样了1000个淘宝用户,对这1000个用户的满意度进行统计,并寻求平均值。样本平均值的期望应等于80分。

(2)样本平均值的方差为总方差n分之一

从这里,我们可以看到。样本平均值的方差小于整体方差。样本数量越大,平均值的方差越小。为什么?

其实是这样。方差反映的是数据的波动程度。当我们选样本的数量越多的时候,那么越接近总体的数量,人数越多数据的波动性越小。这个道理也是比较容易理解的。

(3)样本方差的期望等于整体方差的具体证明过程不会在这里展开。

本文首先介绍了与总体、样本和统计量相关的内容。下次继续分享抽样分布的相关内容。欢迎继续关注。

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