КОРРЕЛЯЦИОННО-РЕГРЕССИОННЫЙ АНАЛИЗ
Виды зависимостей
Признаки, которыми обладают элементы совокупности, существуют неизолированно, они взаимосвязаны между собой. Так, производительность труда на предприятиях зависит от уровня механизации и электрификации производства, стажа и квалификации рабочих и ряда других признаков (факторов). Например, урожайность зерновых зависит от количества внесенных удобрений, срока посева, различных погодно-климатических факторов.
Зависимость между признаками будет функциональной, если каждому значению одного признака соответствует вполне определенное значение другого признака. Подобная зависимость в основном встречается в естественных науках. В экономических же науках между признаками существует статистическая зависимость, при которой каждому значению одного признака соответствует целый ряд распределения другого признака. Так, при одной и той же электровооруженности производительность труда рабочих на различных предприятиях одной отрасли будет разной. Это можно объяснить тем, что производительность труда зависит не только от электровооруженности, но и от ряда других факторов, которые в данный момент не учитываются.
Зависимую переменную принято называть результативным признаком (фактором) и обозначать У. Признаки (факторы), влияющие на результативный признак У, называют факторными признаками и обозначают Х 1, Х 2, ..., Хn.
Статистическая зависимость между двумя признаками Х и У называется парной. Она задается следующей таблицей:
xi | х1 | х2 | ... | хn | |
yi | y1 | y2 | ... | yn | , |
если данные наблюдений не сгруппированы, или корреляционной таблицей:
У \ Х | х 1 | х 2 | ... | ... | ||||
... | ... | |||||||
... | ... | |||||||
... | ... | ... | ... | ... | ... | ... | ... | |
... | ... | |||||||
... | ... | ... | ... | ... | ... | ... | ... | |
... | ... | |||||||
... | ... | n | , |
если данные сгруппированы,
.
Частота показывает, сколько раз встречается пара во всех наблюдениях.
В корреляционной таблице наглядно видны ряды распределения одного признака, соответствующие каждому значению другого признака, которые называются условными распределениями. Так, значению х 1 признака Х соответствует следующий ряд распределения признака У:
y1 | y2 | ... | yi | ... | ys | |
... | ... | , |
значению хj:
y1 | y2 | ... | yi | ... | ys | |
... | ... | . |
Аналогично для признака У значению уi соответствует следующий ряд распределения признака Х:
х1 | х2 | ... | хj | ... | хk | |
... | ... | . |
По каждому условному ряду распределения можно найти среднюю величину, называемую условной средней и вычисляемую по формуле . В результате получим соответствие между значениями одного признака и условнымисредними другого признака, то есть:
xj | х1 | х2 | ... | хk | |
... | . |
Если каждому значению одного признака соответствует вполне определенная условная средняя другого признака, то есть между значениями одного признака и условными средними другого признака наблюдается функциональная связь, то зависимость между этими признаками будем называть корреляционной.
Если с увеличением признака Х условная средняя признака У растет, то корреляционная зависимость называется положительной (прямой). Корреляционная зависимость будет отрицательной (обратной), если с ростом признака Х условная средняя признака У убывает. Если же условная средняя не изменяется, то корреляционная зависимость между признаками отсутствует.
Пример 1. Данные о себестоимости единицы продукции (р.) и производительности труда (тыс. шт.) 50 предприятий представлены в виде следующей корреляционной таблицы:
Себестоимость единицы продукции | Производительность труда | |||||
Итого | ||||||
Итого |
Определить, существует ли между этими признаками корреляционная зависимость.
Решение. Пусть признак У - себестоимость единицы продукции, р.; Х - месячная производительность труда, тыс. шт. В этой таблице наглядно представлены условные распределения каждой случайной величины. Так, для х1 = 11 условное распределение признака У имеет следующий вид:
yi | |||
, |
для у 4=13:
хj | |||||
. |
Найдем условные средние признака У для каждого значения признака Х.
Результаты вычислений представим в виде таблицы:
хj | ||||||
13,8 | 12,2 | 9,73 | 7,67 | . |
Итак, себестоимость единицы продукции (У) и производительность труда (Х) связаны между собой корреляционной зависимостью.
Определение формы парной
корреляционной зависимости
С помощью корреляционного анализа изучается теснота взаимосвязи между признаками. Регрессионный анализ позволяет приближенно представить корреляционную зависимость между признаками в виде некоторого уравнения, называемого уравнением регрессии.
Пусть Х и У - признаки, связанные между собой корреляционной зависимостью, которая может быть линейной, гиперболической, параболической или какой-то другой. Поэтому необходимо предварительно выяснить форму корреляционной зависимости. Данные задачи можно решить графически. Для этого строятся точки с координатами (хi, ), если данные сгруппированы в корреляционную таблицу, или (хi, уi), если данные не сгруппированы. По расположению построенных точек подбирается линия (прямая, гипербола, парабола), уравнение которой известно (рис. 1, 2, 3).
Рис. 1
Рис. 2
Рис. 3
Так, расположение точек на рис. 1 позволяет сделать вывод, что зависимость между признаками линейная, уравнение прямой у = а0+а1х принимается за уравнение регрессии. По рис. 2, 3 делаем вывод, что за уравнение регрессии следует принимать, соответственно, уравнение гиперболы и уравнение параболы у = а0+а1х+а2х2.
Далее необходимо найти неизвестные числа а0, а1, а2, называемые параметрами уравнений регрессии. Их определяют, например, методом наименьших квадратов, сущность которого заключается в следующем: находятся такие параметры уравнения регрессии, чтобы была минимальной сумма квадратов отклонений эмпирических значений признака У от теоретических, вычисленных по уравнению регрессии, то есть .
Регрессионный анализ