Statistica Descrittiva - Dipartimento di Matematica

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Statistica Descrittiva
Misure, indici (numerici) che descrivono le caratteristiche della distribuzione di una o più variabili in modo sintetico.
• indici di posizione o centralità:
valore centrale, medie algebriche, mediana, moda
(detti anche misure di intensità, centri . . . )
• indici di dispersione o variabilità:
intervallo di variazione, varianza, varianza stimata, deviazione
standard, deviazione standard stimata
• indici di simmetria o asimmetria: . . .
Matematica con Elementi di Statistica, Anna Torre – a.a. 2013-2014
Valore Centrale
Dato l’insieme di valori {x1 , x2 , . . . , xn}, il valore centrale considera
solo i due valori estremi (non tiene conto di tutti i valori):
xmax + xmin
2
dove xmax = max {x1 , x2 , . . . , xn} e xmin = min {x1 , x2 , . . . , xn}.
Esempio: {3, 20, 27, 25, 30, 310}
310 + 3
xmax + xmin
=
= 156.5
2
2
Matematica con Elementi di Statistica, Anna Torre – a.a. 2013-2014
Media Aritmetica
MEDIA SEMPLICE: dato l’insieme di valori {x1 , x2 , . . . , xn}
n
1 X
x1 + x2 + . . . + xn
x̄ =
xi =
n i=1
n
MEDIA PONDERATA (dati raggruppati): dato l’insieme di valori
{x1 , x2 , . . . , xm} con le rispettive frequenze assolute {f1 , f2 , . . . , fm}
m
X
fi xi
x̄ = i=1
m
X
fi
m
f x + f2 x2 + . . . + fm xm
1 X
fi xi = 1 1
= ·
n i=1
n
i=1
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Media Aritmetica – Esercizi
Esercizio 1. Dato l’insieme di valori {12, 25, 37, 41, 0, 53}, calcolare
la media aritmetica.
[media aritmetica = 28]
Esercizio 2. Dato l’insieme di valori {28, 28, 28, 28, 28, 28}, calcolare
la media aritmetica.
Esercizio 3. (dati raggruppati) In un campione di 200 persone si sa
che 20 pesano 50kg, 30 pesano 55kg, 50 pesano 60kg, 70 pesano
65kg, 20 pesano 75Kg e 10 pesano 80kg. Calcolare il peso medio.
[peso medio = 62.5Kg]
Matematica con Elementi di Statistica, Anna Torre – a.a. 2013-2014
Media Aritmetica – Osservazioni
Alcune osservazioni:
• la media può non appartenere all’insieme dei dati
• insiemi di dati diversi possono avere la stessa media
• utilizza tutti i dati
• centro di gravità dei dati
• riduce l’effetto dei dati estremi (outlier)
Proprietà:
1) se applico una trasformazione lineare ai dati:
yi = a xi + b
⇒
2) la somma degli scarti dalla media è nulla:
ȳ = a x̄ + b
n
X
(xi − x̄) = 0
i=1
3) la somma dei quadrati degli scarti dalla media è minima:
n
X
(xi − x)2 assume il valore minimo per x = x̄
i=1
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Media Aritmetica – Osservazioni
• La somma degli scarti dalla media è nulla:
n
X
i=1
(xi − x̄) =
n
X
i=1
xi −
n
X
x̄ =
i=1
n
X
xi − n x̄ =
i=1
n
X
i=1
n
1 X
xi − n · ·
xi = 0
n i=1
• La somma dei quadrati degli scarti dalla media è minima:
n
X
poniamo g(x) =
(xi − x)2 . Abbiamo che
i=1
n
n
n
n
X
X
X
X
2
2
(xi ) − 2
xi x +
x =
(xi )2 − 2nx̄ x + nx2
g(x) =
i=1
i=1
i=1
i=1
Quindi, g è un polinomio di secondo grado in x.
−2nx̄
Pertanto, assume il suo valore minimo in x = −
= x̄.
2n
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Media Geometrica
MEDIA SEMPLICE: dato l’insieme di valori {x1 , x2 , . . . , xn} con la
condizione che siano tutti positivi
v
u n
q
u Y
n
xi = n x1 · x2 · · · xn
xg = t
i=1
⇒
n
1 X
log xg = ·
log xi
n i=1
MEDIA PONDERATA: dato l’insieme di valori {x1 , x2 , . . . , xm}, tutti
positivi, con le rispettive frequenza assolute {f1 , f2 , . . . , fm}
m
1 X
log xg = ·
fi log xi
n i=1
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Mediana
Dato l’insieme di valori ordinati x1 ≤ x2 ≤ · · · ≤ xn−1 ≤ xn, si chiama
mediana (o valore mediano) il valore Me che occupa la posizione
centrale:
• se n è dispari, c’è un unico termine mediano di posto n+1
2
Me = x n+1
2
n+1
• se n è pari ci sono due termini mediani di posti n
e
2
2
1
Me =
x n + x n +1
2
2 2
Utilizza tutti i valori ma si basa soltanto sull’ordinamento degli stessi.
Esempio 1. {0, 13, 25, 81, 503}
⇒
Esempio 2. {1, 2, 81, 93, 327, 503}
Me = 25
⇒
Me = 87
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Moda
MODA: valore (o classe) al quale è associata la frequenza più alta
80
70
60
50
40
30
20
10
0
titolo di studio
fi
fi / n
nessuno
elementare
media inferiore
media superiore
università
18
52
74
49
7
0,09
0,260
0,370
0,245
0,035
200
1,000
74
52
49
18
7
nessuno
elementare
media
inferiore
media
superiore
università
Si può applicare anche a dati qualitativi espressi su scala nominale.
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