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序数、间隔和比率变量

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许多统计学书籍开篇都会定义各种可能需要分析的变量类型。这一分类体系由S. 史蒂文斯提出,并于1946年发表。

定义

分类变量,也称为名义变量,用于表示互斥但无序的类别。例如,您的研究可能比较五种不同的基因型。如果您愿意,可以用数字对这五种基因型进行编码,但这种顺序是任意的,任何计算(例如计算平均值)都将毫无意义。

序数变量是指其顺序重要,但数值之间的差异不重要的变量。例如,您可以要求患者在1到10的量表上表达他们所感受到的疼痛程度。 评分7表示比评分5更痛,而评分5又比评分3更痛。但7与5之间的差异可能与5与3之间的差异不同。这些数值仅仅表达了一种顺序关系。另一个例子是电影评分,从*到*****。

间隔变量是指两个数值之间的差异具有实际意义的变量。100度与90度之间的温差,与90度与80度之间的温差是相同的。

比率变量不仅具备间隔变量的所有特性,还对0.0有明确的定义。当变量等于0.0时,表示该变量不存在。身高、体重、酶活性等变量都属于比率变量。 以华氏度(F)或摄氏度(C)表示的温度并非比率变量。在这两种量表上,0.0 并不意味着“没有热量”。然而,以开尔文(K)表示的温度则是比率变量,因为 0.0 开尔文确实意味着“没有热量”。 另一个反例是pH值。它不是比率变量,因为pH=0仅表示1摩尔的H+,而“摩尔”的定义相当任意。 pH值为0.0并不意味着“没有酸度”(恰恰相反!)。在处理比率变量(而非间隔变量)时,您可以考察两个测量值之间的比值。4克的重量是2克的两倍,因为重量是比率变量。 100摄氏度的温度并不比50摄氏度热两倍,因为摄氏度不是比率变量。pH值为3并不比pH值为6的溶液酸两倍,因为pH值不是比率变量。

这些分类并非像听起来那样泾渭分明。颜色属于哪种变量?在某些实验中,不同的颜色会被视为名义变量。但如果颜色通过波长进行量化,那么颜色就会被视为比率变量。这种分类方案实际上确实有些模糊。

哪些数值可以进行计算

可以进行计算……

名义型

序数

间隔

比率

频率分布

是

是

是

是

中位数和分位数

否

是

是

是

和或差

否

否

是

是

均值、标准偏差、均值的标准误差

否

否

是

是

比率或变异系数

否

否

否

是

这重要吗?

如果您正在参加统计学考试,这很重要,因为这类概念很容易被考到。

这对数据分析重要吗?这些概念大多显而易见,但给不同类型的变量命名有助于避免错误,比如计算一组邮政编码的平均值,或者计算两个pH值的比值。 除此之外,给不同类型的变量贴上标签,其实对规划分析或解释结果并没有什么帮助。