Nei dati distorti a sinistra, qual è la relazione tra media e mediana?


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Penso che la mediana significhi.≤

È questo il caso?


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Quale corso MOOC aperto è quello? Quali sono i materiali del corso che suggeriscono che la risposta dovrebbe essere?
— Glen_b


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Grazie, almeno un po 'di contesto, anche se tutto ciò che rimane sono letture settimanali che non chiariscono molto questo problema. Mi chiedo che cosa abbia dovuto dire il corso sull'argomento.
— Glen_b

Risposte:


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È una domanda non banale (sicuramente non banale come sembra pensare la gente che pone la domanda).

La difficoltà è in definitiva causata dal fatto che non sappiamo veramente cosa intendiamo per "asimmetria" - molte volte è abbastanza ovvio, ma a volte non lo è. Data la difficoltà di individuare ciò che intendiamo per "posizione" e "diffusione" in casi non banali (ad esempio, la media non è sempre ciò che intendiamo quando parliamo di posizione), non dovrebbe essere una grande sorpresa che una più sottile il concetto come l'asimmetria è almeno altrettanto scivoloso. Quindi questo ci porta a provare varie definizioni algebriche di ciò che intendiamo, e non sempre sono d'accordo l'una con l'altra.

1) Se si misura l'asimmetria in base al secondo coefficiente di asimmetria di Pearson , la media ( ) sarà inferiore alla mediana ( - cioè in questo caso la si ha al contrario).∼ μμμ∼

La (popolazione) seconda inclinazione di Pearson è e sarà negativa ("skew sinistro") quando .μ < ∼ μ

3(μ−μ∼)σ,
μ<μ∼

Le versioni di esempio di queste statistiche funzionano in modo simile.

La ragione della relazione necessaria tra media e mediana in questo caso è perché è così che viene definita la misura dell'asimmetria.

Ecco una densità inclinata a sinistra (sia dalla seconda misura di Pearson sia dalla misura più comune in (2) di seguito):

inserisci qui la descrizione dell'immagine

La mediana è contrassegnata nel margine inferiore in verde, la media in rosso.

Quindi mi aspetto che la risposta che vogliono che tu dia è che la media è inferiore alla mediana. Di solito è il caso del tipo di distribuzione a cui tendiamo a dare un nome.

(Ma continua a leggere e scopri perché in realtà non è corretto come affermazione generale.)


2) Se lo si misura in base al terzo momento standardizzato più usuale , allora spesso, ma non sempre, la media sarà inferiore alla mediana.

Cioè, è possibile costruire esempi in cui è vero il contrario o in cui una misura di asimmetria è zero mentre l'altra è diversa da zero.

Vale a dire, non c'è alcuna relazione necessaria tra le posizioni della media, della mediana e dell'asimmetria del momento.

Si consideri, ad esempio, il seguente esempio (lo stesso esempio può essere costruito come una distribuzione di probabilità discreta):

  2.7 15.0 15.0 15.0 30.0 30.0

mean: 17.95
median: 15

Eppure il coefficiente di disallineamento (Fisher, terzo momento) è negativo (cioè, per le sue luci, abbiamo dati di inclinazione a sinistra) poiché la somma dei cubi delle deviazioni dalla media è negativa.

Quindi in quel caso, inclinato a sinistra, ma significa> mediana.

(D'altra parte, se si cambia 2.7 nell'esempio sopra a 3, allora si ha un esempio in cui l'asimmetria del momento è zero, ma la media supera la mediana. Se la si fa 3.3, allora l'asimmetria del momento è positiva e la media supera la mediana, ovvero è finalmente nella direzione "anticipata".)

Se si utilizza la prima asimmetria di Pearson anziché una delle definizioni precedenti, si ha un problema simile a questo caso: la direzione dell'asimmetria non stabilisce la relazione tra media e mediana in generale.


Modifica: in risposta a una domanda nei commenti - un esempio in cui media e mediana sono uguali, ma l'asimmetria del momento è negativa. Considera i seguenti dati (come in precedenza, conta anche come esempio per una popolazione discreta; considera di scrivere i numeri sulle facce di un dado).

 1  5  6  6  8 10

la media e la mediana sono entrambe 6, ma la somma dei cubi di deviazioni dalla media è negativa, quindi l'asimmetria del terzo momento è negativa.


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@Peter Mi dispiace per la risposta lenta, ero impegnato a costruire solo questi esempi e non ho visto la tua domanda.
— Glen_b -Restate Monica

2
Ho visto molte definizioni di libri di testo e nessuno ha menzionato questo. Freddo.
— Peter Flom - Ripristina Monica

6
@Peter Sfortunatamente, molti libri di testo elementari ripetono semplicemente informazioni errate da altri libri di testo senza fare alcuna vera indagine da soli, e così viene propagata un'errata idea di base. I controesempi sono, come vedi, relativamente facili da costruire (li faccio solo a mano se necessario). Kendall e Stuart ( teoria avanzata della statistica, volume I - non lasciatevi scoraggiare dal titolo, è abbastanza leggibile), almeno la terza e la quarta edizione, hanno buone informazioni. Le edizioni più recenti sono di Stuart e Ord. In realtà ho pubblicato questo problema su CV diverse volte.
— Glen_b

4
I binomi e mostrano che media mediana è perfettamente coerente con l'asimmetria. Un punto su questo esempio è che nessuno può convincerlo in modo convincente come oscuro o patologico. ( 5(5k)0.8k0.25−k=(5k)0.2k0.85−k=
— Nick Cox,

1
@Nick Sì, i binomi con media intera sono ottimi esempi.
— Glen_b

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No. I dati inclinati a sinistra hanno una coda lunga a sinistra (estremità bassa), quindi la media sarà generalmente inferiore alla mediana. (Ma vedi la risposta di @Glen_b per un'eccezione). Casualmente, penso che i dati che "sembrano" distorti avranno meno della mediana.

I dati distorti a destra sono più comuni; per esempio, reddito. Lì la media è maggiore della mediana.

Codice R.

set.seed(123)  #set random seed
normdata <- rnorm(1000) #Normal data, skew = 0
extleft <- c(rep(-10, 5), rep(-20, 5)) #Some data to make skew left
alldata <- c(normdata,extleft)

library(moments)
skewness(alldata) #-6.77
mean(alldata) #-0.13
median(alldata) #-0.001

La media può mai essere uguale alla mediana?
— Kunjan Kshetri,

unj2 Ho aggiunto un esempio alla mia risposta in cui l'asimmetria del terzo momento è negativa ma media = mediana.
— Glen_b
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