文档介绍：主成分分析与因子分析
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学****主成分分析的意义？
研究多个变量之间的依存关系是统计分析的一个重要任务。
分析多个变量之间的依存关系时，经常遇到两个问题：
指标个数过多
指标之间“高度”相关
.28
Negative correlated
High correlated
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例2的分析结果：
模型总体检验：p=，R-sq=
参数估计和检验
Var DF Est SE T Prob > |T|
int 1
X1 1 - -
X2 1 - -
X3 1 - -
X4 1
Error Sign
*
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问 题
寻找一种合理的综合性方法，使得：
减少指标变量的个数。
尽量不损失或者稍损失原指标变量中所包含的信息。(用方差衡量)
使得原本相关的指标转化为彼此不相关（用相关系数阵衡量）
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多元统计分析中存在的问题和解决方法
主要存在问题
多指标问题
主要解决方法
主成分分析
因子分析
结构方程模型
multivariate
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什么是主成分分析？
将彼此相关的指标变量转化为 彼此不相关的指标变量；
将个数较多的指标变量转化为 个数较少的指标变量。
将意义单一的指标变量转化为 意义综合的指标变量。
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第一节 主成分分析的基本原理
最简情形：
相关数据的散点图：
序号 胸围 体重
Id x1 x2
1 14
2 13
……
n 25
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基本原理
原坐标系：
。x1,x2相关
。x1,x2变异均匀
新坐标系：
。Z1,Z2不相关
。Z1,Z2变异不均匀
var(Z1)>var(Z2)
坐标变换公式：
z1= cosθx1 + sinθx2 + c1
z2=-sinθx1 + cosθx2 + c2
坐标变换
忽略不计
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基本原理
坐标变换公式：
Z1= cosθX1+sinθX2
Z2=-sinθX1+cosθX2
Z1= a11 X1 +a12 X2
Z2= a21 X1 +a22 X2
X→Z
线性变换
线性变换
标准化变量：
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主成分分析的基本原理 Basic Principle
寻找一个适当的线性变换：
将彼此相关的变量转变为彼此不相关的新变量；
方差较大的几个新变量就能综合反应原多个变量所包含的主要信息；
新变量各自带有独特的专业含义。
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对应m个变量的q个主成分（q≤m)
… …
PCA数学模型
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PCA解法及性质
Cov(X )A
Var（ Z1）
＝A Var（ Z2）
…
Var（ Zm）
求主成分实际上就是要求满足正交矩阵A即求随机变量X的协方差矩阵Cov(X )的特征根（eigenvalue)和特征向量(eigenvector)。
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主成分的性质
1）E(Zi)=0
2）var(Zi) =λi --- V(X)的特征值
3）Var(Z1)≥var(Z2)≥…≥var(Zk)
4）var(Z1)+…+var(Zk)=k
5）corr(Zi Zj )=0
6）corr(Zi, Xj )=ai j * (λi )1/ 2
7）(ai1)2+(ai2)2+…+(aik)2=1
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