python实现抽样分布描述

本次使用木东居士提供数据案例,验证数据分布等内容,

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#数据读取 df = pd.read_excel(\'C://Users//zxy//Desktop//data.xlsx\',usecols = [1,2,3]) 1.按照港口分类,计算各类港口数据 年龄、车票价格的统计量。 df1 = df.groupby([\'Embarked\']) df1.describe() 或 # 变异系数 = 标准差/平均值 def cv(data): return data.std()/data.var() df2 = df.groupby([\'Embarked\']).agg([\'count\',\'min\',\'max\',\'median\',\'mean\',\'var\',\'std\',cv]) df2 = df2.apply(lambda x:round(x,2)) df2_age = df2[\'Age\'] df2_fare = df2[\'Fare\'] # 2、画出价格的分布图像,验证数据服从何种分布 # 2.1 船票直方图: plt.hist(df[\'Fare\'],20,normed=1,alpha=0.75) plt.title(\'Fare\') plt.grid(True) #分别用kstest、shapiro、normaltest来验证分布系数 ks_test = stats.kstest(df[\'Fare\'], \'norm\') shapiro_test = stats.shapiro(df[\'Fare\']) normaltest_test = stats.normaltest(df[\'Fare\'],axis=0) #以上三种检测结果表明 p<5%,因此 船票数据不符合正态分布。 # 绘制拟合正态分布曲线: fare = df[\'Fare\'] plt.figure() fare.plot(kind = \'kde\') #原始数据的正态分布 M_S = stats.norm.fit(fare) #正态分布拟合的平均值loc,标准差 scale normalDistribution = stats.norm(M_S[0], M_S[1]) # 绘制拟合的正态分布图 x = np.linspace(normalDistribution.ppf(0.01), normalDistribution.ppf(0.99), 100) plt.plot(x, normalDistribution.pdf(x), c=\'orange\') plt.xlabel(\'Fare about Titanic\') plt.title(\'Titanic[Fare] on NormalDistribution\', size=20) plt.legend([\'Origin\', \'NormDistribution\']) # 验证是否符合T分布 T_S = stats.t.fit(fare) df = T_S[0] loc = T_S[1] scale = T_S[2] x2 = stats.t.rvs(df=df, loc=loc, scale=scale, size=len(fare)) D, p = stats.ks_2samp(fare, x2) #p < alpha,拒绝原假设,价格数据不符合t分布。 # 对票价数据进行T分布拟合: plt.figure() fare.plot(kind = \'kde\') TDistribution = stats.t(T_S[0], T_S[1],T_S[2]) # 绘制拟合的T分布图 x = np.linspace(TDistribution.ppf(0.01), TDistribution.ppf(0.99), 100) plt.plot(x, TDistribution.pdf(x), c=\'orange\') plt.xlabel(\'Fare about Titanic\') plt.title(\'Titanic[Fare] on TDistribution\', size=20) plt.legend([\'Origin\', \'TDistribution\']) # 验证是否符合卡方分布? chi_S = stats.chi2.fit(fare) df_chi = chi_S[0] loc_chi = chi_S[1] scale_chi = chi_S[2] x2 = stats.chi2.rvs(df=df_chi, loc=loc_chi, scale=scale_chi, size=len(fare)) Dk, pk = stats.ks_2samp(fare, x2)#不符合 #对票价数据进行卡方分布拟合 plt.figure() fare.plot(kind = \'kde\') chiDistribution = stats.chi2(chi_S[0], chi_S[1],chi_S[2]) # 绘制拟合的正态分布图 x = np.linspace(chiDistribution.ppf(0.01), chiDistribution.ppf(0.99), 100) plt.plot(x, chiDistribution.pdf(x), c=\'orange\') plt.xlabel(\'Fare about Titanic\') plt.title(\'Titanic[Fare] on chi-square_Distribution\', size=20) plt.legend([\'Origin\', \'chi-square_Distribution\']) # 按照港口分类,验证S与Q两个港口间的价格之差是否服从某种分布 S_fare = df[df[\'Embarked\'] == \'S\'][\'Fare\'] Q_fare = df[df[\'Embarked\'] ==\'Q\'][\'Fare\'] C_fare = df[df[\'Embarked\'] ==\'C\'][\'Fare\'] S_fare.describe() # 按照港口分类后,S港口样本数<=554,Q港口样本数<=28,C港口样本数<=130。 # 总体不服从正态分布,所以需要当n比较大时,一般要求n>=30,两个样本均值之差的抽样分布可近似为正态分布。 # X2的总体容量为28,其样本容量不可能超过30,故其S港和Q港两个样本均值之差(E(X1)-E(X2))的抽样分布不服从正态分布。 # S港和C港两个样本均值之差(E(X1)-E(X3))的抽样分布近似服从正态分布, # 其均值和方差分别为E(E(X1) - E(X3)) = E(E(X1)) - E(E(X3)) = μ1 - μ3;D(E(X1) + E(X3)) = D(E(X1)) + D(E(X3)) = σ1²/n1 + σ3²/n3 。 miu = np.mean(S_fare) - np.mean(C_fare) sig = np.sqrt(np.var(S_fare, ddof=1)/len(S_fare) + np.var(C_fare, ddof=1)/len(C_fare)) x = np.arange(- 110, 50) y = stats.norm.pdf(x, miu, sig) plt.plot(x, y) plt.xlabel("S_Fare - C_Fare") plt.ylabel("Density") plt.title(\'Fare difference between S and C\') plt.show()

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