Линейный и множественный коэффициенты корреляции. Сущность и экономическая интерпретация.

Коэффициент корреляции - это мера линейной зависимости двух случайных величин в теории вероятностей и статистике. Некоторые виды коэффициентов корреляции могут быть положительными или отрицательными. В первом случае предполагается, что мы можем определить только наличие или отсутствие связи, а во втором - также и её направление.

Линейный и множественный коэффициенты корреляции. Сущность и экономическая интерпретация. - student2.ru
Случайная величина в теории вероятности

Коэффициент корреляции - это статистический показатель, показывающий, насколько связаны между собой колебания значений двух других показателей. Например, насколько движение доходности ПИФа связано, перекликается (коррелирует) с движением индекса, выбранного для расчета коэффициента бета для этого ПИФа. Чем ближе значение коэффициента корреляции к 1, тем больше коррелируют ПИФ и индекс, а значит коэффициент бета и, следовательно, коэффициент альфа можно принимать к рассмотрению. Если значение этого коэффициента корреляциименьше 0,75, то указанные показатели бессмысленны.

Линейный и множественный коэффициенты корреляции. Сущность и экономическая интерпретация. - student2.ru
Круговорот случайных величин

Корреляционный анализ занимается степенью связи между двумя случайными величинами Х и Y.

Корреляционный анализ экспериментальных данных для двух случайных величин заключает в себе следующие основные приемы:
1. Вычисление выборочных коэффициентов корреляции.
2. Составление корреляционной таблицы.
3. Проверка статистической гипотезы значимости связи.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ. Корреляционная зависимость между случайными величинами Х и Y называется линейной корреляцией, если обе функции регрессии f(x) и φ(x) являются линейными. В этом случае обе линии регрессии являются прямыми; они называется прямыми регрессии.

Для достаточно полного описания особенностей корреляционной зависимости между величинами недостаточно определить форму этой зависимости и в случае линейной зависимости оценить ее силу по величине коэффициента регрессии. Например, ясно, что корреляционная зависимость возраста Y учеников средней школы от года Х их обучения в школе является, как правило, более тесной, чем аналогичная зависимость возраста студентов высшего учебного заведения от года обучения, поскольку среди студентов одного и того же года обучения в вузе обычно наблюдается больший разброс в возраcте, чем у школьников одного и того же класса.

Для оценки тесноты линейных корреляционных зависимостей между величинами Х и Y по результатам выборочных наблюдений вводится понятие выборочного коэффициента линейной корреляции, определяемого формулой:

Линейный и множественный коэффициенты корреляции. Сущность и экономическая интерпретация. - student2.ru (7)

где σX и σY выборочные средние квадратические отклонения величин Х и Y, которые вычисляются по формулам:

Линейный и множественный коэффициенты корреляции. Сущность и экономическая интерпретация. - student2.ru (8)

Следует отметить, что основной смысл выборочного коэффициента линейной корреляции rB состоит в том, что он представляет собой эмпирическую (т.е. найденную по результатам наблюдений над величинами Х и Y) оценку соответствующего генерального коэффициента линейной корреляции r: r=rB (9)

Принимая во внимание формулы:

Линейный и множественный коэффициенты корреляции. Сущность и экономическая интерпретация. - student2.ru

видим, что выборочное уравнение линейной регрессии Y на Х имеет вид:

Линейный и множественный коэффициенты корреляции. Сущность и экономическая интерпретация. - student2.ru (10)

где Линейный и множественный коэффициенты корреляции. Сущность и экономическая интерпретация. - student2.ru . То же можно сказать о выборочном уравнений линейной регрессии Х на Y:

Линейный и множественный коэффициенты корреляции. Сущность и экономическая интерпретация. - student2.ru (11)

Основные свойства выборочного коэффициента линейной корреляции:

1. Коэффициент корреляции двух величин, не связанных линейной корреляционной зависимостью, равен нулю.
2. Коэффициент корреляции двух величин, связанных линейной корреляционной зависимостью, равен 1 в случае возрастающей зависимости и -1 в случае убывающей зависимости.
3. Абсолютная величина коэффициента корреляции двух величин, связанных линейной корреляционной зависимостью, удовлетворяет неравенству 0<|r|<1. При этом коэффициент корреляции положителен, если корреляционная зависимость возрастающая, и отрицателен, если корреляционная зависимость убывающая.
4. Чем ближе |r| к 1, тем теснее прямолинейная корреляция между величинами Y, X.

По своему характеру корреляционная связь может быть прямой и обратной, а по силе – сильной, средней, слабой. Кроме того, связь может отсутствовать или быть полной.

Сила и характер связи между параметрами

Сила связи Характер связи
Прямая (+) Обратная (-)
Полная -1
Сильная От 0,7 до 1 От -0,7 до -1
Средняя От 0,3 до 0,7 От -0,3 до -0,7
Слабая От 0,3 до 0 От -0,3 до 0
Связь отсутсвует

Пример 4. Изучалась зависимость между двумя величинами Y и Х. Результаты наблюдений приведены в таблице в виде двумерной выборки объема 11:



X
Y

Требуется:
1) Вычислить выборочный коэффициент корреляции;
2) Оценить характер и силу корреляционной зависимости;
3) Написать уравнение линейной регрессии Y на Х.

Решение. По известным формулам:

Линейный и множественный коэффициенты корреляции. Сущность и экономическая интерпретация. - student2.ru

Отсюда, по (7) и (8):

Линейный и множественный коэффициенты корреляции. Сущность и экономическая интерпретация. - student2.ru

Таким образом, следует сделать вывод, что рассматриваемая корреляционная зависимость между величинами Х и Y является по характеру – обратной, по силе – средней.

3) Уравнение линейной регрессии Y на Х:

Линейный и множественный коэффициенты корреляции. Сущность и экономическая интерпретация. - student2.ru

Пример 5. Изучалась зависимость между качеством Y (%) и количеством Х (шт). Результаты наблюдений приведены в виде корреляционной таблицы:

Y\X ny
     
 
   
   
90      
nx

Требуется вычислить выборочный коэффициент линейной корреляции зависимости Y от Х.

Решение. Для упрощения вычислений перейдем к новым переменным – условным вариантам (ui, vi), воспользовавшись формулами (*) (§3) при h1=4, h2=5, x0=26, y0=80. Для удобства перепишем данную таблицу в новых обозначениях:

u\v -2 -1 nv
-2      
-1  
   
   
     
nu

Имеем при xi=ui и yj=vj:

Линейный и множественный коэффициенты корреляции. Сущность и экономическая интерпретация. - student2.ru

Таким образом:

Линейный и множественный коэффициенты корреляции. Сущность и экономическая интерпретация. - student2.ru

Отсюда, Линейный и множественный коэффициенты корреляции. Сущность и экономическая интерпретация. - student2.ru

Вывод: Корреляционная зависимость между величинами Х и Y - прямая и сильная.

Множественный коэффициент корреляции характеризует тесноту линейной связи между одной переменной и совокупностью других рассматриваемых переменных.

Особое значение имеет расчет множественного коэффициента корреляции результативного признака y с факторными x1, x2,…, xm, формула для определения которого в общем случае имеет вид

Линейный и множественный коэффициенты корреляции. Сущность и экономическая интерпретация. - student2.ru

где ∆r – определитель корреляционной матрицы; ∆11 – алгебраическое дополнение элемента ryy корреляционной матрицы.

Если рассматриваются лишь два факторных признака, то для вычисления множественного коэффициента корреляции можно использовать следующую формулу:

Линейный и множественный коэффициенты корреляции. Сущность и экономическая интерпретация. - student2.ru

Построение множественного коэффициента корреляции целесообразно только в том случае, когда частные коэффициенты корреляции оказались значимыми, и связь между результативным признаком и факторами, включенными в модель, действительно существует.

Наши рекомендации