Давайте решим задачу пошагово.
Задача:
Нам даны значения двух признаков: фактор (х) и результат (у), а также их порядковые номера. Нужно найти коэффициент парной корреляции Пирсона между этими признаками.
Данные:
| № | х | у |
|---|---|---|
| 1 | 57 | 2 |
| 2 | 61 | 2 |
| 3 | 77 | 3 |
| 4 | 82 | 4 |
| 5 | 84 | 4 |
| 6 | 91 | 5 |
| 7 | 97 | — |
Для вычислений возьмём этот последний по аналогии с предыдущими. Тогда:
| № | х | у |
|---|---|---|
| 1 | 57 | 2 |
| 2 | 61 | 2 |
| 3 | 77 | 3 |
| 4 | 82 | 4 |
| 5 | 84 | 4 |
| 6 | 91 | 5 |
| 7 | 97 | 5 |
Шаг 1: Найдём суммы (∑x, ∑y), суммы квадратов (∑x², ∑y²) и сумму произведений (∑xy).
| № | x | y | xy | x² | y² |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 57 | 2 | 114 | 3249 | 4 |
| 2 | 61 | 2 | 122 | 3721 | 4 |
| 3 | 77 | 3 | 231 | 5929 | 9 |
| 4 | 82 | 4 | 328 | 6724 | 16 |
| 5 | 84 | 4 | 336 | 7056 | 16 |
| 6 | 91 | 5 | 455 | 8281 | 25 |
| 7 | 97 | 5 | 485 | 9409 | 25 |
Теперь посчитаем суммы:
- ∑x = 57 + 61 + 77 + 82 + 84 + 91 + 97 = 549
- ∑y = 2 + 2 + 3 + 4 + 4 + 5 + 5 = 25
- ∑xy = 114 + 122 + 231 + 328 + 336 + 455 + 485 = 2071
- ∑x² = 3249 + 3721 + 5929 + 6724 + 7056 + 8281 + 9409 = 44369
- ∑y² = 4 + 4 + 9 + 16 + 16 + 25 + 25 = 99
Общее число элементов: n = 7.
Шаг 2: Найдём средние значения (x̄ и ȳ):
- x̄ = ∑x / n = 549 / 7 ≈ 78.429
- ȳ = ∑y / n = 25 / 7 ≈ 3.571
Шаг 3: Посчитаем дисперсии и ковариацию:
Ковариация:
\[ \mathrm{Cov}(x, y) = \frac{1}{n} \sum (x_i - \bar{x})(y_i - \bar{y}) \]
или проще:
\[ \mathrm{Cov}(x, y) = \frac{\sum xy - n \bar{x} \bar{y}}{n} \]
Подставим:
\[ \mathrm{Cov}(x, y) = \frac{2071 - 7 \times 78.429 \times 3.571}{7} \]
Посчитаем:
- 7 × 78.429 ≈ 549 (так и есть, это исходная сумма)
- 549 × 3.571 ≈ 1962.86
Тогда:
\[ \mathrm{Cov}(x, y) = \frac{2071 - 1962.86}{7} = \frac{108.14}{7} ≈ 15.448 \]
Дисперсии (стандартные отклонения в квадрате):
\[ \mathrm{Var}(x) = \frac{\sum x^2 - n \bar{x}^2}{n} \]
\[ \mathrm{Var}(x) = \frac{44369 - 7 \times (78.429)^2}{7} \]
Посчитаем:
- (78.429)^2 ≈ 6158.261
- 7 × 6158.261 ≈ 43107.8
Тогда:
\[ \mathrm{Var}(x) = \frac{44369 - 43107.8}{7} = \frac{1261.2}{7} ≈ 180.17 \]
Аналогично для y:
\[ \mathrm{Var}(y) = \frac{\sum y^2 - n \bar{y}^2}{n} = \frac{99 - 7 \times (3.571)^2}{7} \]
- (3.571)^2 ≈ 12.76
- 7 × 12.76 ≈ 89.32
Следовательно:
\[ \mathrm{Var}(y) = \frac{99 - 89.32}{7} ≈ \frac{9.68}{7} ≈ 1.384 \]
Шаг 4: Расчёт коэффициента корреляции:
\[ r = \frac{\mathrm{Cov}(x, y)}{\sqrt{\mathrm{Var}(x) \times \mathrm{Var}(y)}} \]
\[ r = \frac{15.448}{\sqrt{180.17 \times 1.384}} \]
Посчитаем подкоренное выражение:
180.17 × 1.384 ≈ 249.556
√249.556 ≈ 15.79
Теперь коэффициент кореляции:
\[ r = \frac{15.448}{15.79} ≈ 0.979 \]
Итог:
Коэффициент корреляции ≈ 0.979 (округлён до трёх знаков после запятой).
Если нужны дальнейшие разъяснения по расчетам — обращайтесь!