生物統(tǒng)計學-01課件

1、授課人：田雪Email: 杭州電子科技大學 統(tǒng)計教研室成績評定：平時 30%：作業(yè)、考勤。 期末 70%參考教材：知識回顧數(shù)理統(tǒng)計：應用概率論的原理，通過搜集、整理、分析數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)總體內(nèi)在規(guī)律并給出判斷和預測。主要內(nèi)容：參數(shù)估計、假設檢驗。生活中的統(tǒng)計學央視網(wǎng)消息，CTR市場研究公司通過隨機抽樣，電話調(diào)查了2290個收看家庭，結(jié)果顯示，96.1%的用戶收看了今年春晚，其中81.6%認為今年春晚辦得好。而15日的廣州日報報道，在某門戶網(wǎng)站對今年春晚的滿意度調(diào)查上，截至今日零時記者截稿前，認為“好”的只占15.2%，不到兩成，46.5%的人認為不好。春晚的滿意度每年都有兩個版本，央視永遠志得意滿，

2、神采飛揚，民間許多人并不買賬，罵聲不絕。京華時報15日報道，央視市場研究公司公布歷年的調(diào)查結(jié)果，近5年來，央視春晚的叫好率逐年走低。其中，2006年叫好率為85.5%，2007年為83.6%，2008年為81.1%，2009年為81.1%。 概 論第一節(jié) 生物統(tǒng)計的地位意義第二節(jié) 生物統(tǒng)計學發(fā)展簡史第三節(jié) 生物統(tǒng)計的主要內(nèi)容第四節(jié) 生物統(tǒng)計的常用術(shù)語第五節(jié) 生物統(tǒng)計學教學要求第一節(jié) 生物統(tǒng)計的地位意義一、概念生物統(tǒng)計學：把概率論和數(shù)理統(tǒng)計的科學原理和方法應用于生物科學研究中的數(shù)量資料的搜集、整理和分析的科學，是一門應用數(shù)學，是現(xiàn)代生物學研究中不可缺少的工具。 第一節(jié) 生物統(tǒng)計的地位意義三、生物

3、統(tǒng)計的作用1、為科學地整理、描述數(shù)據(jù)提供方法 2、判斷試驗結(jié)果的可靠性 由于存在試驗誤差，從試驗所得的數(shù)據(jù)資料必須借助于統(tǒng)計分析方法才能獲得可靠的結(jié)論。3、提供由樣本推斷總體的方法。4、提供試驗設計的原則和方法 第一節(jié) 生物統(tǒng)計的地位意義四、生物統(tǒng)計的意義21世紀是生命科學的世紀，無疑也為生物統(tǒng)計學的發(fā)展與應用拓展了廣闊的空間。第一節(jié) 生物統(tǒng)計的地位意義五、生物統(tǒng)計學的特點 Characteristics1、 根據(jù)有限數(shù)量的樣本觀察數(shù)據(jù)來推斷和估計事物的總體，是生物統(tǒng)計的基本特點。2、 用樣本來推斷總體，要求樣本具有一定的含量和代表性。3、推斷有很大的可靠性，但有一定的錯誤率（如假陽性）。4、

4、實驗設計應該先于生物統(tǒng)計分析的思考!第一節(jié) 生物統(tǒng)計的地位意義第二節(jié) 生物統(tǒng)計學發(fā)展簡史最早建立生物統(tǒng)計思想的是A.Quetelet(1796-1874),把統(tǒng)計學應用于解決生物學、醫(yī)學和社會學中的問題，第一個認識到大量變異數(shù)據(jù)中蘊涵規(guī)律性（近代統(tǒng)計學的重要思想）最早應用生物統(tǒng)計學的是C.Darwin（1809-1882），進化論的本質(zhì)是生物統(tǒng)計遺傳學奠基人G.Mendel的豌豆雜交實驗結(jié)果也證實了生物統(tǒng)計的規(guī)律第二節(jié) 生物統(tǒng)計學發(fā)展簡史統(tǒng)計學用于生物學的研究，開始于19世紀末，1870年，英國遺傳學家，Galton (1822-1911)提出了相關與回歸的概念，被公認為生物統(tǒng)計學的創(chuàng)始人。G

5、alton和他的繼承人K.Plarson (1857-1936)于1895年成立了倫敦大學生物統(tǒng)計實驗室，提出了 檢驗方法。K.Plarson的學生Gosset (1876-1937)在1908年以“student”筆名發(fā)表了“t分布和t檢驗法”創(chuàng)立了小樣本檢驗代替大樣本檢驗的理論和方法。Fisher于1923年發(fā)展了顯著性檢驗及估計理論，提出了F分布和F檢驗，創(chuàng)立了正交試驗設計和方差分析。 1901年英國著名統(tǒng)計學家Pearson創(chuàng)辦了生物統(tǒng)計學雜志(Biometrika)，標志著生物數(shù)學發(fā)展的起點。第二節(jié) 生物統(tǒng)計學發(fā)展簡史Neyman (1894-1981)和S.Pearson進行了統(tǒng)計

6、理論的研究工作，提出統(tǒng)計假設檢驗系統(tǒng)，標志著統(tǒng)計學真正形成。There are five components to an experiment：Hypothesis（假設）Experimental design（實驗設計）Experimental execution（實驗實施）Statistical analysis（數(shù)據(jù)分析）Interpretation（描述）第二節(jié) 生物統(tǒng)計學發(fā)展簡史第三節(jié) 生物統(tǒng)計的主要內(nèi)容統(tǒng)計研究設計 統(tǒng)計描述 統(tǒng)計分析第三節(jié) 生物統(tǒng)計的主要內(nèi)容統(tǒng)計表和統(tǒng)計圖定量資料集中趨勢的度量 算術(shù)均數(shù)、幾何均數(shù)、調(diào)和均數(shù)、中位數(shù)、分位數(shù)和眾數(shù)定量資料離散趨勢的度量 標準差、標

7、準誤差、變異系數(shù)、極差和四分位數(shù)間距隨機變量及其概率分布 離散型：二項分布、波松分布 連續(xù)型：正態(tài)分布、t分布、2分布、F分布 統(tǒng)計研究設計 統(tǒng)計描述 統(tǒng)計分析第三節(jié) 生物統(tǒng)計的主要內(nèi)容a.假設檢驗b.統(tǒng)計推斷 estimative statisticsc.研究變量之間的關系無自變量與因變量之分：直線相關分析、典型相關分析研究多變量內(nèi)部的從屬關系：主成分分析、因子分析等。多變量之間親疏關系：聚類分析有自變量與因變量之分：直線回歸分析、曲線回歸分析、多項式回歸分析、Logistic概率模型回歸分析等d.判別分析根據(jù)一些明確分類的總體所提供的信息，對未知個體的歸屬進行分類的判別分析。第四節(jié) 生物統(tǒng)

8、計的常見術(shù)語1、總體與樣本 Population and sample 1) 總體 根據(jù)研究目的確定的研究對象的全體稱為總體。構(gòu)成總體的每個成員稱為個體(individual)。含有有限個個體的總體稱為有限總體(finite population)。包含有無限多個個體的總體叫無限總體(infinite population)。2) 樣本 總體的一部分稱為樣本。 樣本中所包含的個體數(shù)目叫樣本容量或大小(sample size)。樣本容量常記為n。通常n30的樣本叫小樣本，n30的樣本叫大樣本。3）抽樣sampling 從總體中獲得樣本的過程?？煞譃榉呕厥匠闃?sampling with repl

9、acement)和非放回式抽樣(without replacement)。隨機抽樣(random sampling)是確定樣本代表性的有效方法。第四節(jié) 生物統(tǒng)計的常見術(shù)語2、特征數(shù) 表示總體和樣本的數(shù)量特征的量稱為特征數(shù)。1) 參數(shù)Parameter ：由總體計算得來的特征數(shù)，常用希臘字母表示。用表示總體平均數(shù)，用表示總體標準差。2) 統(tǒng)計量statistics ：由樣本計算得來的特征數(shù)， 常用拉丁字母表示統(tǒng)計量。用 表示樣本平均數(shù)，用S表示樣本標準差。 3) 總體參數(shù)由相應的統(tǒng)計量來估計，例如用 估計，用S估計等?？?體樣 本抽 樣描 述計算統(tǒng)計量推 斷統(tǒng)計量第四節(jié) 生物統(tǒng)計的常見術(shù)語3、平

10、均數(shù)mean算術(shù)平均數(shù):幾何平均數(shù):加權(quán)平均數(shù)：第四節(jié) 生物統(tǒng)計的常見術(shù)語4、方差、標準差和變異系數(shù)variance, standard deviation and variation coefficient1)極差,又稱范圍range:它是樣本變量中最大值和最小值之差， 一般用R表示。 2) 方差 樣本方差： 總體方差：第四節(jié) 生物統(tǒng)計的常見術(shù)語4、方差、標準差和變異系數(shù)variance, standard deviation and variation coefficient3）標準差 樣本標準差: 總體標準差:4）變異系數(shù):是樣本變量的相對變異量， 是不帶單位的純數(shù)。用變異系數(shù)可以比較不

11、同樣本相對變異程度的大小。第四節(jié) 生物統(tǒng)計的常見術(shù)語5、數(shù)據(jù)類型與頻數(shù)（率）分布1）連續(xù)型數(shù)據(jù)和離散型數(shù)據(jù) 與某種標準做比較所得到的數(shù)據(jù)稱為連續(xù)型數(shù)據(jù)(continuous data)，又稱度量數(shù)據(jù)(measurement data); 例如，長度、時間、重量等。對連續(xù)型數(shù)據(jù)進行分析的方法，通常稱為變量的方法(method of variable)。 由記錄不同類別個體的數(shù)目所得到的數(shù)據(jù)，稱為離散型數(shù)據(jù)(discrete data)，又稱為計數(shù)數(shù)據(jù)(count data)；例如種子數(shù)、株數(shù)、人頭等。對離散型數(shù)據(jù)進行分析的方法，通常稱為屬性的方法(method of attribute)。2）頻

12、數(shù)（率）表frequency table用頻數(shù)分布或頻率分布清楚地描述數(shù)據(jù)變化規(guī)律的表格。3）頻數(shù)（率）圖frequency graph用頻數(shù)分布或頻率分布清楚地描述數(shù)據(jù)變化規(guī)律的圖形。3種最常用的頻數(shù)圖為直方圖、多邊形圖和累積頻數(shù)圖。第四節(jié) 生物統(tǒng)計的常見術(shù)語第四節(jié) 生物統(tǒng)計的常見術(shù)語6、中位數(shù)和眾數(shù)median and mode中位數(shù)：在累積頻數(shù)圖中1/2總頻數(shù)位置上的數(shù)值。眾數(shù)：離散型數(shù)據(jù)的眾數(shù)是頻數(shù)圖中頻數(shù)最高的組值；連續(xù)型數(shù)據(jù)的眾數(shù)是頻數(shù)圖中頻數(shù)最高的中值。第四節(jié) 生物統(tǒng)計的常見術(shù)語7、中心矩、原點矩、偏斜度和峭度 central monent, moment about the o

13、rigin, skewness and kurtosis中心矩：原點矩：偏斜度：度量數(shù)據(jù)圍繞眾數(shù)呈不對稱的程度。 計算公式：其中：m3為三階中心矩；m2為二階中心矩。峭度：度量曲線形狀的量。計算公式：其中： m4為四階中心矩。第四節(jié) 生物統(tǒng)計的常見術(shù)語8、隨機誤差與系統(tǒng)誤差1) 隨機誤差 random error 也叫抽樣誤差(sampling error)，是由于許多無法控制的內(nèi)在和外在的偶然因素所造成。統(tǒng)計學上的試驗誤差指隨機誤差。2) 系統(tǒng)誤差 systematic error 也叫片面誤差(lopsided error) 。是由試驗對象的差異、儀器的靈敏度、藥品的用量或種類不符合試驗要

14、求以及觀測、記錄、計算中的錯誤引起的。第五節(jié) 生物統(tǒng)計學教學要求第五節(jié) 生物統(tǒng)計學教學要求一、生物統(tǒng)計學的課程特點 概念多、公式多、表格多、作業(yè)多、問題多。學生頭痛的課程？老師糊涂的課程？學院懷疑的課程？對于我來說：教學壓力很大而感興趣的一門課程！第五節(jié) 生物統(tǒng)計學教學要求二、基本要求1掌握正確收集試驗數(shù)據(jù)的方法以及數(shù)據(jù)資料的整理方法。2. 掌握數(shù)據(jù)資料的基本統(tǒng)計分析方法。3. 掌握顯著性檢驗的基本原理與常用方法，能對不同的試驗資料應用顯著性檢驗方法進行統(tǒng)計分析與處理。4. 掌握相關分析與回歸分析的常用統(tǒng)計分析方法。5. 掌握常用抽樣調(diào)查技術(shù)和方法。6. 具備一定的科學試驗設計能力。第五節(jié) 生

15、物統(tǒng)計學教學要求三、學習方法1. 弄懂基本原理和公式、理解公式的含義和應用條件，不必深究推導；2. 認真做作業(yè)，加深對公式及統(tǒng)計步驟的了解；3. 培養(yǎng)科學的統(tǒng)計思維方法。生物統(tǒng)計中新的思考方法從不肯定性或概率的角度來思考問題和分析科學試驗的結(jié)果；4. 聯(lián)系實際，結(jié)合專業(yè)，了解統(tǒng)計方法的實際應用；5.從實驗設計方法及其原理的角度來貫穿整個生物統(tǒng)計學的學習過程。第五節(jié) 生物統(tǒng)計學教學要求四、教學安排第一章 緒論（2學時）第二章 概率與概率分布（4學時）第三章 常見概率分布（4學時）第四章統(tǒng)計學的常用術(shù)語（4學時）第五章 統(tǒng)計推斷（4學時）第六章 方差分析（單，多因素方差分析） （4學時）第七章直線回歸與相關（一元，多元線性） （4學時）第八章實驗設計（4學時）復習 2學時國內(nèi)有關經(jīng)典著作1.概率論基礎及其應用 王梓坤著 科學出版社 1976 年版 2.數(shù)理統(tǒng)計引論陳希儒著 科學出版社 1981年版國外有關經(jīng)典著作1.概率論的分析理論P.- S.拉普拉斯著 1812年版2. 統(tǒng)計學數(shù)學方法H. 克拉默著 1946