Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Ольков_С_Г_Аналитическая юриспруденция

.pdf
Скачиваний:
280
Добавлен:
13.05.2015
Размер:
9 Мб
Скачать
☆

Проще воспользоваться линейной. Однако в демонстрационных целях проведем полную процедуру тестирования.

Табличное значение

ì

2,5 7

д л αя= 0 ,

tт а=бí

2 , 0

1д5л αя= 0 ,.

î

Поскольку табличное значение больше эмпирического

(фактического), постольку замена линейной функции на степенную

нецелесообразна. Можно было не проводить тестирование, а просто

сравнить индекс детерминации и линейный коэффициент

детерминации: 0,92-0,931=-0,011. Поскольку полученное значение

меньше 0,1, постольку замена линейной функции на степенную

нецелесообразна.

Полезная информация. В программе Excel имеется набор аппроксимирующих функций, которые быстро дают подходящие аппроксимирующие эмпирические данные функции и их коэффициенты детерминации. Для этого необходимо:

1) заполнить столбцы с данными Х и Y (при этом зависимая переменная должна находиться справа от независимой. В противном случае получим зависимость икс от игрек);

196

2)выбираем «Вставка», «Диаграммы», «Точечная», какуюлибо из точечных диаграмм и щелкаем на ней ЛКМ (левой клавишей мыши);

3)на появившемся графике видны эмпирические точки, встаем на любую и щелкаем ПКМ (правой клавишей мыши). Появляется окно, в котором нужно выбрать команду «Добавить линию тренда»;

4)в появившемся окне «Параметры линии тренда» предлагается набор функций: 1) экспоненциальная; 2) линейная; 3) логарифмическая; 4) полиноминальная (можно задать полином желаемой степени); 5) степенная; 6) линейная фильтрация;

5)отмечаем курсором подходящую функцию;

6)внизу листа отмечаем флажком «показывать уравнение на диаграмме» и «поместить на диаграмму величину достоверности аппроксимации»;

7)нажимаем клавишу Enter и получаем ответ – на диаграмме по эмпирическим точкам проходит соответствующая кривая, приводится её уравнение и коэффициент аппроксимации.

В «Мастере функций (f(x))» в Excel можно встать на свободную ячейку или сразу выделить область из 10 ячеек, выбрать

197

категорию «Статистические» и функцию: 1) ЛИНЕЙН; 2) ЛГРФПРИБЛ (функция вида: у=b∙mx). Далее встать на нужную функцию и щелкнуть ЛКМ. Появится окно c четырьмя полями. Чтобы заполнить первое поле (известные значения y), удерживая нажатой ЛКМ, выделяем курсором значения y, и в поле отражается соответствующий диапазон. Точно также заполняем второе поле «известные значения х». В следующем поле «Конст» ставим единицу, и в четвертом поле «Статистика» также ставим единицу. В первой левой ячейке появляется значение параметра b. Далее нужно нажать клавишу F2, а следом комбинацию клавиш: Ctrl+Shift+Enter. На экране появится таблица, содержащая следующие сведения:

Параметр b

 

 

Параметр а

 

 

 

 

 

 

Среднеквадратическое

 

Среднеквадратическое

 

отклонение (СКО) параметра b

отклонение параметра a

 

 

 

 

 

 

R2

 

CКО переменной y

 

 

 

 

 

Фактическое

значение

F-

Число степеней свободы для

статистики

Фишера (которое

остаточной

суммы

квадратов

потом нужно будет сравнивать с

отклонений

 

 

табличным)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Объясненная

(факторная

или

Остаточная

сумма

квадратов

 

 

 

 

 

198

регрессионная) сумма квадратов отклонений

отклонений

Покажем это на примере. Дано: таблица, содержащая значения переменных.

Y X 746 53 852 67 710 48 811 61 914 72 1043 81 517 43

1) Решаем и получаем ответ для линейного преобразования:

11,7834

2 83,57788

1,42907

3 88,61731

0,93149

6 47,6854

67,9883

35

154598,

511369,49

2)Решаем и получаем ответ для преобразования вида: у=b∙mx:

199

1,01545

 

3

308,603

 

 

0,00257

 

5

0,159666

 

 

0,87644

 

8

0,085917

 

 

35,4686

 

9

5

 

 

0,26182

 

1

0,036909

 

 

Равносторонняя гипербола.

Дано: сведения о патрулировании улиц города нарядами ППС

(патрульно-постовой

 

службы

милиции)

и

числом

зарегистрированных уличных преступлений.

 

y × z

х

Z=1/х

 

y

Z2

 

234

0,004274

 

3456

1,82628E-05

14,76923

312

0,003205

 

3341

1,02728E-05

10,70833

456

0,002193

 

3207

4,80917E-06

7,032895

569

0,001757

 

3024

3,0887E-06

5,314587

677

0,001477

 

2985

2,18184E-06

4,409158

789

0,001267

 

2456

1,60637E-06

3,112801

890

0,001124

 

2367

1,26247E-06

2,659551

1200

0,000833

 

2068

6,94444E-07

1,723333

1500

0,000667

 

1997

4,44444E-07

1,331333

1550

0,000645

 

1990

4,16233E-07

1,283871

1690

0,000592

 

1910

3,50128E-07

1,130178

1800

0,000556

 

1893

3,08642E-07

1,051667

Сумма

0,01859

 

 

30694

4,36981Е-05

54,52694

Среднее

0,001549

 

 

2557,8

3,64151Е-06

4,54391

Продолжение таблицы

 

 

 

 

 

 

yi

( y − y)

2

 

yi yi

2

Ai

 

 

( y y )

 

 

i

 

 

−

i− i

 

 

3833

806704

-377

142129

10,9

3333

613350,5

8

64

 

0,24

2859

421417,8

348

121104

10,85

2655

217311,7

369

136161

12,2

200

2524

182471,6

461

212521

15,4

2426

10369,96

30

900

1,2

2358

36417,23

9

81

0,38

2222

239936,4

-154

23716

7,4

2144

314533,7

-147

21609

7,36

2134

322434,3

-144

20736

7,24

2109

419687,6

-199

39601

10,4

2092

442002,9

-199

39601

10,5

Сумма

4026638

5

758223

 

30689

 

 

D

 

 

758223/10=

 

Среднее

 

 

75822,3

7,8%

 

 

 

Для того, чтобы заполнить столбец с оценками игрек, необходимо решить систему нормальных уравнений:

ì

 

 

N

N

 

ï N × a + b

× å z

= å y

 

ï

 

 

i=1

i=1

 

í

N

 

N

N

 

ïï

a× å z +

b× å

z2 = å y×

z

î

i= 1

 

i=1

i=1

 

ì

1 2× а+

b× 0,0 1 8 =5390 6 9 4

í

a× 0,0

1

8+5b9× 0,0 0 0

0 4 3= 65 94,58216

î

Составим матрицы:

201

A=

é

1

2

0

, 0

ù

1

В=

é

3

0

ù

ê

0

, 00 1, 088

ú

0

ê

5

4

ú

 

ë

û

 

ë

û

Находим матрицу Х с параметрами уравнения:

Х=

é

1

,48

ù.

 

ê

4

6

ú

 

ë

û

Получилось оценочное линейное уравнение регрессии:

 

 

 

 

 

 

+ 468271 × 1 . Найдем первое оценочное значение, подставив в

Y =1832 ,4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

х

 

 

 

 

 

 

уравнение значение переменной х1:

 

 

 

 

N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

1

× å

 

 

yi

- yi

×100% = 7,8%

 

 

A

 

 

 

N

 

y

 

 

 

 

 

 

i=1

 

 

 

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Найдем индекс корреляции Rxy :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rxy

 

1

 

Dост

1

 

å( уi − yi )

 

 

 

 

 

=

−

Dy =

−

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

å( yi − y)2

 

 

 

 

Rxy

= 1−

758223

 

 

= −0,9 . Проверим индекс корреляции на

 

 

 

 

4026638

 

 

статистическую значимость с помощью t-критерия Стьюдента: 1) сначала найдем индекс детерминации – возведем в квадрат индекс корреляции: R2=0,81.

202

 

2) Находим ошибку индекса

корреляции по

формуле:

 

 

 

 

 

 

 

1− R2

. В нашем случае: mR =

 

. Отсюда

получим:

mR =

1 -0,81

 

N −2

 

12 -2

 

 

mR =0,138 .

3) Определяем фактическое значение t-критерия Стьюдента по

формуле:

 

 

tR =

 

 

 

 

R

×

 

 

или t R=

R

.

 

 

 

 

 

 

N - 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

- R2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

mR

tR =

 

 

 

0,9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

×

12 - 2 = 6,5

или с использованием ошибки индекса

 

 

 

 

 

 

1

- 0,81

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

корреляции:t R =

 

R

0,9

= 6,5 .

 

 

 

=

 

 

 

 

mR

0,138

 

 

3) сравниваем фактическое значение t-критерия Стьюдента с табличным при числе степеней свободы в остаточной дисперсии (в данном случае парной регрессии N-2=12-2=10):

ì

2,5 7 д л αя= 0 , 0

tт а=бí

4 , 5 8д3л αя= 0 , 0

î

Как видно эмпирическое значение t-критерия составило 6,5, что выше критического даже при 1% ошибке.

Проверим целесообразно ли заменять линейную регрессионную модель моделью гиперболической.

Результаты регрессионно-корреляционного анализа для линейной зависимости.

-1,04228

3571,188

0,09860

 

5

109,3041

0,91785

 

1

181,8752

111,729

10

203

4

3695852 330786,1

Ответить на данный вопрос помогает индекс детерминации, который сравнивается с коэффициентом детерминации. Вычисляется оценка существенности различия с помощью t-

критерия

 

Стьюдента:

tR2 −r 2

=

Rxy

2 −rxy

2

, где

ошибка

разности:

 

mR2 −r 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

mR 2 −r 2 = 2 ×

(R2

- r2 ) - (R2 - r2 )2 × (2 × (R2 + r2 ))

.

 

Для

нашего

примера

 

N

 

 

 

 

 

 

коэффициент детерминации, полученный из линейного коэффициента корреляции Пирсона составит r2=0,918 (r=-0,96).

Отсюда: tR 2 −r 2

=

0,81 −0,918

= −0,56 .

0,193

 

 

 

 

(0,8 1- 0,9 1)8-

(0,8 1- 0,9 1)82 ×

 

 

 

m 2

 

2 = 2×

 

(2- (0,8 1+ 0,9

128)

 

= 0,1 9 .

− r

1 2

 

R

 

 

 

 

 

 

Видно, что эмпирическое t меньше двух. Следовательно, не имеет смысла строить гиперболическую функцию. Проще воспользоваться линейной. Однако в демонстрационных целях проведем полную процедуру тестирования.

Табличное значение

ì

2,5 7

д л αя= 0 ,

tт а=бí

2 , 0

1д5л αя= 0 ,.

î

Поскольку табличное значение больше эмпирического

(фактического), постольку замена линейной функции на степенную

204

нецелесообразна. Можно было не проводить тестирование, а просто сравнить индекс детерминации и линейный коэффициент детерминации: 0,81-0,918=-0,108. Поскольку полученное значение меньше 0,1, постольку замена линейной функции на степенную нецелесообразна.

Парный корреляционно-регрессионный анализ по сгруппированным данным для линейных зависимостей. Часто приходится работать с юридическими процессами по

сгруппированным данным. Если исходные эмпирические данные сгруппированы, то при нахождении коэффициента корреляции и коэффициента регрессии нужно учитывать частоты или частости распределения. Коэффициент регрессии определяется по формуле:

 

N M

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

åå(xi - x) × (y j - y) × fij

 

 

 

 

 

b =

i=1 j=1

 

 

 

, где

 

в

числителе

стоит взвешенная

 

 

 

N

 

 

 

 

å

(xi - x)2 × fi

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i=1

 

 

 

 

 

 

 

ковариация, а в знаменателе взвешенная дисперсия.

Коэффициент корреляции определяется по формуле:

 

 

 

 

N

M

 

 

 

 

 

 

 

 

 

åå(xi - x) ×( y j - y) × fij

 

 

 

 

 

rx, y =

 

 

i=1 j=1

 

 

,

где в

числителе стоит

 

 

 

 

 

 

 

 

N

M

 

 

 

 

 

å(xi - x) × fi × å( yi - y) ×

f j

 

 

 

 

 

 

 

 

i=1

j=1

 

 

 

 

 

взвешенная ковариация, а в знаменателе произведение взвешенных стандартных отклонений по переменным, fi – частоты по переменной x, fj – частоты по переменной y.

Свободный член регрессионного уравнения определяется обычным образом: a = y -b × x .

Удобным инструментом для нахождения параметров регрессионного уравнения и коэффициента корреляции по

205