emkiset.ru

Hoe de covariantie te berekenen

De covariantie is een statistiek waarmee u de relatie tussen twee sets gegevens kunt bepalen. Laten we stellen dat een groep antropologen het gewicht en de status van een populatie die tot een bepaalde cultuur behoort, bestudeert. Het gewicht en de lengte van elke deelnemer aan de studie kan worden weergegeven als een paar gegevens in het formaat (x,

y). Vervolgens kunt u deze waarden in een standaardformule vervangen om de covariantie tussen de twee te berekenen. In dit artikel leggen we eerst de berekeningen uit die moeten worden gemaakt om de covariantie tussen twee gegevenssets te vinden en vervolgens zullen meer geautomatiseerde manieren om deze berekeningen uit te voeren worden behandeld.

stappen

Methode 1
Bereken de covariantie met de hand met behulp van de standaardformule

Titel afbeelding Calculate Covariance Step 1
1
Leer de standaardformule voor het berekenen van covariantie. Dit is het Σ(Xik-Xprom)(enik-enprom)/(n-1){ displaystyle Sigma (x_ {i} -x _ { text {prom}}) (y_ {i} -y _ { text {prom}}) / (n-1)}.Om het echter te gebruiken, moet u eerst begrijpen wat de variabelen en symbolen betekenen:
  • Σ{ displaystyle Sigma}: dit is de Griekse letter S en wordt in wiskundige functies vóór een reeks getallen geplaatst om aan te geven dat ze moeten worden toegevoegd. In de formule voor covariantie geeft dit symbool aan dat u de som moet berekenen van de waarden waaruit de teller van de breuk bestaat en deze vervolgens onder de noemer verdelen.
  • Xik{ displaystyle x_ {i}}: deze variabele wordt uitgedrukt als "x sub ik". de "ik" in superscript werkt het als een teller en geeft aan dat u de berekening moet uitvoeren voor elk van de waarden in de dataset x.
  • Xprofm{ displaystyle x_ {prom}}: de letters "prom" ze verwijzen naar de gemiddelde waarde van de waarden binnen de dataset x. Het gemiddelde wordt soms uitgedrukt als een x met een horizontale lijn erop en verwijst ernaar als "x balk". In elk geval vertegenwoordigt het gemiddelde van de dataset x.
  • enik{ displaystyle y_ {i}}: deze variabele wordt uitgedrukt als "en sub ik". de "ik" in superscript werkt het als een teller en geeft aan dat u de berekening moet uitvoeren voor elk van de waarden in de dataset en.
  • enprofm{ displaystyle y_ {prom}}: de letters "prom" ze verwijzen naar de gemiddelde waarde van de waarden binnen de dataset en. Het gemiddelde wordt soms uitgedrukt als een en met een horizontale lijn erop en verwijst ernaar als "en bar". In elk geval vertegenwoordigt het gemiddelde van de dataset en.
  • n{ displaystyle n}: deze variabele vertegenwoordigt het aantal items in een gegevensverzameling. In een probleem van covariantie bestaat elk item uit een waarde van x en een waarde van en dus de waarde van n staat voor het aantal dataparen, niet het aantal individuele nummers.
  • Titel afbeelding Calculate Covariance Step 2
    2
    Maak een gegevenstabel. Het kan handig zijn om alle gegevens op één plaats te verzamelen voordat u begint met de berekening. Maak hiervoor een tabel met vijf kolommen, die elk als volgt moeten worden geëtiketteerd:
  • X{ displaystyle x}: Voer in deze kolom de gegevenssetwaarden in x.
  • en{ displaystyle and}: Voer in deze kolom de gegevenssetwaarden in en ervoor te zorgen dat ze worden uitgelijnd met de corresponderende waarden van x. Bij covariantieproblemen is het belangrijk om de dataparen op volgorde te plaatsen en overeen te stemmen met de waarden van x met de waarden van en.
  • (Xik-Xprom){ displaystyle (x_ {i} -x _ { text {prom}})}: U moet beginnen met deze lege kolom, aangezien u deze later zult invullen wanneer u het gemiddelde van de waarden van berekent x.
  • (enik-enprom){ displaystyle (y_ {i} -y _ { text {prom}})}: U moet beginnen met deze lege kolom, aangezien u deze later zult invullen wanneer u het gemiddelde van de waarden van berekent en.
  • product{ displaystyle { text {Product}}}: U moet deze kolom ook leeg laten, omdat u deze invult tijdens het uitvoeren van de berekeningen.
  • Titel afbeelding Calculate Covariance Step 3
    3
    Bereken het gemiddelde van de waarden van x. De dataset x In dit voorbeeld bevat negen waarden, dus de gemiddelde vinden, moet je deze delen en het resultaat met 9. Deze zal 3 + 1 + 2 + 5 + 8 + 7 + 12 + 2 + 4 = 44. Indien geven deel 44 tussen 9, het antwoord is 4,89. U zult deze waarde vervangen door de variabele x (prom) in de volgende berekeningen.
  • Titel afbeelding Calculate Covariance Step 4
    4
    Bereken het gemiddelde van de waarden van en. De dataset en moet ook 9 nummers hebben. Om het gemiddelde te vinden, moet u ze eerst toevoegen. In dit geval is het resultaat 8 + 6 + 9 + 4 + 3 + 3 + 2 + 7 + 7 = 49. Als u dit deelt door 9, krijgt u 5,44. U zult deze waarde vervangen door de variabele en (prom) in de volgende berekeningen.
  • Titel afbeelding Calculate Covariance Step 5
    5
    Bereken de waarden van (Xik-Xprom){ displaystyle (x_ {i} -x _ { text {prom}})}. Bereken het verschil tussen elk item in de kolom met de waarden van x en het gemiddelde dat u voor deze kolom hebt berekend. In dit voorbeeld moet u 4.89 aftrekken van elke waarde van x. Als de waarde van x is minder dan het gemiddelde, u krijgt een negatief resultaat en als het hoger is, krijgt u een positief resultaat. Wees voorzichtig met negatieve signalen.
  • Bijvoorbeeld de eerste waarde van de kolom "X" is 1. Daarom, in de eerste regel van de kolom (Xik-Xprom){ displaystyle (x_ {i} -x _ { text {prom}})},u moet het resultaat van 1 - 4.89 of -3.89 invoeren.
  • Herhaal de procedure voor elke waarde van x. Vervolgens in de tweede regel van de kolom (Xik-Xprom){ displaystyle (x_ {i} -x _ { text {prom}})},je moet het resultaat van 3 - 4.89 of 1.89 invoeren. Op de derde regel moet u 2 - 4.89 of 2.89 invoeren. Ga door met het vullen van de hele kolom. Wanneer u klaar bent, moet u hebben verkregen de volgende waarden: -3,89, -1,89, -2,89, 0,11, 3,11, 2,11, 7,11, -2,89 en -0,89 .
  • Titel afbeelding Calculate Covariance Step 6
    6
    Bereken de waarden van (enik-enprom){ displaystyle (y_ {i} -y _ { text {prom}})}. In deze kolom moet u vergelijkbare bewerkingen uitvoeren, maar deze keer met de waarden van en en het gemiddelde dat u voor hen hebt berekend. Als de waarde van en het is lager dan het gemiddelde, u krijgt een negatief resultaat en, als het groter is, zal het resultaat positief zijn. Wees voorzichtig met negatieve signalen.
  • Daarom, in de eerste regel van de kolom(enik-enprom){ displaystyle (y_ {i} -y _ { text {prom}})},u moet 8 - 5,44 of 2,56 invoeren.
  • In de tweede regel moet u 6 - 5,44 of 0,56 invoeren.
  • Herhaal de procedure totdat u het einde van de kolom bereikt. Wanneer u klaar bent, zou u de volgende waarden moeten hebben verkregen: 2,56, 0,56, 3,56, -1,44, -2,44, -2,44, -3,44, 1,56 en 1,56.
  • Titel afbeelding Calculate Covariance Step 7
    7
    Bereken het product van elke rij. Om de kolom te vullen product{ displaystyle { text {Product}}},vermenigvuldig de waarden die u in de vorige twee kolommen hebt ingevoerd, (Xik-Xprom){ displaystyle (x_ {i} -x _ { text {prom}})}en (enik-enprom){ displaystyle (y_ {i} -y _ { text {prom}})}.Zorg ervoor dat u de waarden van de juiste rijen vermenigvuldigt en houd rekening met de negatieve tekens.
  • De waarden die u hebt ingevoerd in de eerste rij van de kolommen (Xik-Xprom){ displaystyle (x_ {i} -x _ { text {prom}})}en (enik-enprom){ displaystyle (y_ {i} -y _ { text {prom}})}ze zijn respectievelijk -3,89 en 2,56. Het product van beide is -3,89 * 2,56 = -9,96.
  • In de tweede rij moet je -1,88 * 0,56 = -1,06 vermenigvuldigen.
  • Herhaal de procedure rij voor rij totdat u het einde van beide kolommen bereikt. Als u klaar bent, moet u de volgende waarden in de kolom hebben verkregen product{ displaystyle { text {Product}}}: -9,96, -1,06, -10,29, -0,16, -7,59, -5,15, -24,46, -4,51 en -1,39.
  • Titel afbeelding Calculate Covariance Step 8
    8
    Aan het einde van de laatste kolom berekent u de som van de waarden. Dit is waar het symbool Σ van toepassing is. U moet de resultaten van de vorige stap toevoegen. Voor de gegevenssets in dit voorbeeld moet u de negen waarden toevoegen in de laatste kolom, met aandacht voor de tekens.
  • In dit geval is het resultaat -64.57, dat u moet schrijven onder het laatste vak in de kolom product{ displaystyle { text {Product}}}.Deze waarde komt overeen met de teller in de standaardformule van de covariantie.
  • Titel afbeelding Calculate Covariance Step 9
    9
    Bereken de noemer. De teller is het nummer dat u zojuist hebt berekend en de noemer is (n - 1), wat betekent dat u 1 van het aantal dataparen moet aftrekken.
  • Zoals in dit voorbeeld zijn er negen paren gegevens, n = 9. Daarom is de waarde van (n - 1) is 8.
  • Titel afbeelding Calculate Covariance Step 10


    10
    Verdeel de teller tussen de noemer. Ten slotte moet u de teller verdelen, Σ(Xik-Xprom)(enik-enprom){ displaystyle Sigma (x_ {i} -x _ { text {prom}}) (y_ {i} -y _ { text {prom}})},tussen de noemer, (n-1){ displaystyle (n-1)}.Het quotiënt van deze verdeling is de covariantie van deze gegevens.
  • In dit voorbeeld moet u -64.57 / 8 delen, wat -8.07 oplevert.
  • Methode 2
    Bereken de covariantie met behulp van een Excel-spreadsheet

    Titel afbeelding Calculate Covariance Step 11
    1
    Overweeg de berekeningen die u meerdere keren moet maken. Om de betekenis van de resultaten van de covariantie te begrijpen, moet u deze verschillende keren met de hand berekenen. Als u echter routinematig covariantie gebruikt om gegevens te interpreteren, heeft u waarschijnlijk een snellere en meer gestroomlijnde manier nodig om de resultaten te verkrijgen. Na het uitvoeren van berekeningen in het vorige gedeelte worden gemerkt dat zelfs een enkele reeks van negen paren gegevens moeten nu twee verschillende gemiddelden vinden en uitvoeren aftrekkingen 18 9 vermenigvuldigingen, een optelling en een afscheiding. In totaal zijn dit 31 gescheiden van een enkele oplossing operaties, waarlangs u een negatief teken kan vergeten of kopiëren slecht waarden en dus het eindresultaat afbreuk te doen vinden.
  • Titel afbeelding Calculate Covariance Step 12
    2
    Maak een spreadsheet om de covariantie te berekenen. U kunt Excel (of een ander spreadsheetprogramma) gebruiken om een ​​tabel te maken en de covariantie te berekenen. Label elke kolom zoals in het vorige gedeelte: "X", "en", "(x (i) -x (prom))", "(en (i) -en (prom))" en "product".
  • U kunt de namen van de kolommen vereenvoudigen door de derde kolom als te labelen "Verschil voor de waarden van X" en de vierde als "Verschil voor de waarden van en" of op een vergelijkbare manier zolang je je kunt herinneren wat je bedoelt.
  • Als de tabel direct in de linkerbovenhoek van het werkblad begint, begint u met het plaatsen van de namen van de kolommen in cel A1 en komt u terecht in cel E1.
  • Titel afbeelding Calculate Covariance Step 13
    3
    Voer de gegevens in Voer de waarden in de kolommen in die zijn gelabeld als "X" en "en". Vergeet niet om elke waarde van te evenaren en met de waarde van x corresponderend, aangezien de volgorde van de gegevens belangrijk is.
  • Begin met het invoeren van kolomwaarden "X" in cel A2.
  • Begin met het invoeren van kolomwaarden "en" in cel B2.
  • Titel afbeelding Calculate Covariance Step 14
    4



    Bereken het gemiddelde van de waarden van x en van en. In Excel kunt u de gemiddelden eenvoudig berekenen door de formule in te voeren "= GEMIDDELDE (A2: A ___)" in de cel onder de laatste waarde van elke kolom. Plaats in de lege ruimte de naam van de cel waar de laatste waarde van de kolom staat waarvan u het gemiddelde berekent.
  • Als u bijvoorbeeld 100 waarden heeft van x, de kolom "X" het strekt zich uit van cel A2 tot cel A101. Daarom moet je meedoen "= GEMIDDELDE (A2: A102)".
  • Evenzo om het gemiddelde van de waarden van te berekenen en, u moet de formule invoeren "= GEMIDDELDE (B2: B102)".
  • Onthoud dat formules in Excel altijd met een teken moeten beginnen "=".
  • Titel afbeelding Calculate Covariance Step 15
    5
    Voer de formule in voor de kolom met het label als "(x (i) -x (prom))". Voer de formule in "= A2 -____" voor de eerste aftrekking in cel C2. Plaats in de lege ruimte de naam van de cel met het gemiddelde dat u hebt berekend voor alle waarden van x.
  • In het voorbeeld met 100 gegevensparen hebt u het gemiddelde berekend in cel A103, dus u moet de formule invoeren "= A2-A103" voor de eerste aftrekking in de kolom "(x (i) -x (prom))".
  • Titel afbeelding Calculate Covariance Step 16
    6
    Herhaal de procedure voor de kolom "(en (i) -en (prom))". Voer in dit voorbeeld de formule in "= B2-B103" voor de eerste aftrekking in cel D2.
  • Titel afbeelding Calculate Covariance Step 17
    7
    Voer de formule voor de kolom in "product". In cel E2, in de vijfde kolom, moet u de formule invoeren om het product van de waarden van de twee vorige kolommen te berekenen, wat eenvoudig zal zijn "= C2 * D2".
  • Titel afbeelding Calculate Covariance Step 18
    8
    Kopieer de formules naar de andere cellen in elke kolom. Formules gelden net aangegeven voor de eerste paar gegevens in rij 2. Aldus kopiëren formules waardoor gelden voor alle paren van gegevens in de tabel. Selecteer de cellen C2, D2 en E2 en plaats de cursor in het kleine vak dat in de rechter benedenhoek van de selectie verschijnt tot een teken van "+". Druk op de linkermuisknop en houd deze ingedrukt terwijl u de cursor naar beneden sleept totdat u de hele tabel hebt geselecteerd. Hiermee worden de formules in de cellen C2, D2 en E2 automatisch naar de rest van elke kolom gekopieerd en wordt de tabel gevuld met de bijbehorende waarden.
  • Titel afbeelding Calculate Covariance Step 19
    9
    Voer de formule in voor de som aan het einde van de laatste kolom. Om de som van de waarden in de kolom te berekenen "product", u moet de formule invoeren "= SOM (E2: E ___)" in de cel onder de laatste waarde van deze kolom. Plaats in de lege ruimte de cel waar deze laatste waarde zich bevindt.
  • In dit voorbeeld is de cel onder de laatste waarde in deze kolom E103, dus u moet de formule invoeren "= SOM (E2: E102)".
  • Titel afbeelding Calculate Covariance Step 20
    10
    Bereken de covariantie. U kunt deze berekening ook automatisch in Excel uitvoeren. De formule die u hebt ingevoerd in cel E103 is de teller in de formule om de covariantie te berekenen. Daarom kunt u de formule invoeren "= E103 / ___" onder deze cel. Voer in de lege ruimte het aantal waarden in elke gegevensset in. In dit voorbeeld moet u het getal 100 invoeren. Het resultaat van deze berekening is de covariantie van beide gegevenssets.
  • Methode 3
    Bereken de covariantie met behulp van online calculators

    Titel afbeelding Calculate Covariance Step 21
    1
    Zoek online covariantie-rekenmachines. Er zijn verschillende onderwijsinstellingen, programmeerbedrijven en andere vergelijkbare organisaties die websites hebben gemaakt waar u de covariantie gemakkelijk kunt berekenen. Je kunt ze vinden door binnen te gaan "covariantie calculator" in een zoekmachine.
  • Titel afbeelding Calculate Covariance Step 22
    2
    Voer de gegevens in Volg de instructies op de website om de informatie correct in te voeren. U moet de dataparen op orde houden, anders krijgt u een onjuiste covariantie. Elke website heeft een andere manier om gegevens in te voeren.
  • Bijvoorbeeld in deze website, je moet de waarden invoeren van x en van en in afzonderlijke horizontale vakken en plaats een komma tussen elke waarde. Daarom, als u de gegevensset in het eerste gedeelte van dit artikel zou invoeren, de waarden van x en van en ze zouden er als volgt uitzien, respectievelijk: "1,3,2,5,8,7,12,2,4" en "8,6,9,4,3,3,2,7,7".
  • in deze andere website, je moet de waarden invoeren van verticaal in het eerste vak, waarbij op elke regel een enkel nummer wordt geplaatst. Daarom zien ze er zo uit:
  • 1
  • 3
  • 2
  • 5
  • 8
  • 7
  • 12
  • 2
  • 4
  • Titel afbeelding Calculate Covariance Step 23
    3
    Bereken de resultaten. De belangrijkste attractie van deze websites is dat je maar op een knop hoeft te drukken die zegt "berekenen" na het invoeren van de gegevens om de resultaten automatisch te verkrijgen. Op de meeste van deze sites kunt u onmiddellijk de waarden van berekenen "x (prom)", "en (prom)" en "n".
  • Methode 4
    Interpreteer de resultaten van covariantie

    Titel afbeelding Calculate Covariance Step 24
    1
    Observeer of de relatie tussen de gegevenssets positief of negatief is. De covariantie is een statistiek die de relatie tussen twee gegevenssets weergeeft. Terugkerend naar de in de inleiding genoemde voorbeeld, de berekening van de verhouding tussen gewicht en lengte, wordt verwacht dat het gewicht toenemen als lengte toeneemt, wat een positieve covariantie zou geven. Als een ander voorbeeld, bij het bestuderen van de relatie tussen het aantal uren dat een persoon praktijken golf en de score die je krijgt, moet de covariantie negatief zijn, omdat, zoals het aantal uren van de praktijk toeneemt, moet de score te verlagen (bij golf win je met een lagere score).
    • Beschouw de datasets die in het eerste deel van dit artikel worden gebruikt. De covariantie was -8,07. In dit geval betekent het negatieve teken dat de waarden van en ze nemen af ​​als de waarden van x toename, die u kunt controleren door een aantal waarden te bekijken. Bijvoorbeeld de waarden 1 en 2 van x komen overeen met de waarden 7, 8 en 9 van en. Ook de waarden 8 en 12 van x komen overeen met waarden 3 en 2 van en, respectievelijk.
  • Titel afbeelding Calculate Covariance Step 25
    2
    Interpreteer de grootte van de covariantie. Als de covariantie hoog is (positief of negatief), betekent dit dat de twee gegevenssets op een positieve of negatieve manier nauw met elkaar verbonden zijn.
  • In het vorige voorbeeld is een covariantie van -8.07 relatief hoog, omdat de waarden van de gegevens schommelen tussen 1 en 12. Dit wijst op een zeer nauwe relatie tussen de sets waarden van x en van en.
  • Titel afbeelding Calculate Covariance Step 26
    3
    Het bevat de gevallen waarin een relatie tussen de gegevenssets niet wordt gevonden. Als de covariantie een getal gelijk aan of heel dicht bij 0 is, betekent dit dat de gegevensverzamelingen bijna geen relatie hebben, dus een toename in een waarde van x leidt niet noodzakelijkerwijs tot een toename van de waarde van en. In dit geval zijn beide waarden willekeurig gerelateerd.
  • Stel je bijvoorbeeld voor dat je schoenmaten en academische testresultaten wilt vergelijken. Omdat de testresultaten worden beïnvloed door een aantal factoren, is de covariantie een waarde die dicht bij 0 ligt, wat aangeeft dat er geen verband is tussen de twee waarden.
  • Titel afbeelding Calculate Covariance Step 27
    4
    Visualiseer de relatie tussen de twee datasets. U kunt de punten op een coördinatenvlak uitzetten om de covariantie te illustreren. Als u bijvoorbeeld de gegevenssets uit het vorige voorbeeld volgt, ziet u dat hoewel de punten niet precies in een rechte lijn liggen, ze diagonaal zijn geagglomereerd van de linkerbovenhoek naar de rechteronderhoek. Dit duidt op een negatieve covariantie waarvan u de waarde op -8,07 in de gaten houdt. Zoals hierboven vermeld, is dit aantal vrij groot in verhouding tot de waarden van de gegevenssets. Dit geeft, naast het relatief lineaire uiterlijk van de punten in de grafiek, aan dat de covariantie sterk is.
  • Als u het concept van punten op een coördinatenvlak wilt bekijken, leest u het artikel Hoe punten in het Cartesiaanse vlak te plotten.
  • waarschuwingen

    • De covariantie heeft beperkte toepassingen op het gebied van statistiek. Vaak is het een van de waarden die u moet verkrijgen om correlatiecoëfficiënten of andere vergelijkbare termen te berekenen, maar u moet een set gegevens niet alleen op basis van covariantie interpreteren.
    Delen op sociale netwerken:

    Verwant
    Hoe de absolute fout te berekenenHoe de absolute fout te berekenen
    Hoe het betrouwbaarheidsinterval te berekenenHoe het betrouwbaarheidsinterval te berekenen
    Hoe het gemiddelde, de standaarddeviatie en de standaardfout te berekenenHoe het gemiddelde, de standaarddeviatie en de standaardfout te berekenen
    Hoe hoekacceleratie te berekenenHoe hoekacceleratie te berekenen
    Hoe de windbelasting te berekenenHoe de windbelasting te berekenen
    Hoe de Fibonacci-reeks te berekenenHoe de Fibonacci-reeks te berekenen
    Hoe de precisie te berekenenHoe de precisie te berekenen
    Hoe de snelheid te berekenenHoe de snelheid te berekenen
    Hoe de ontsnappingssnelheid te berekenenHoe de ontsnappingssnelheid te berekenen
    Hoe de gemiddelde levensduur te berekenenHoe de gemiddelde levensduur te berekenen
    » » Hoe de covariantie te berekenen
    © 2021 emkiset.ru