Indicatori statistici - Analiza matematica. MPT
Indicatori statistici - Analiza matematica. MPT
Indicatori statistici - Analiza matematica. MPT
Transform your PDFs into Flipbooks and boost your revenue!
Leverage SEO-optimized Flipbooks, powerful backlinks, and multimedia content to professionally showcase your products and significantly increase your reach.
3. INDICATORII STATISTICI<br />
3.1. Necesitatea folosirii indicatorilor <strong>statistici</strong>.<br />
<strong>Indicatori</strong> <strong>statistici</strong> primari.<br />
<strong>Indicatori</strong> <strong>statistici</strong> derivaţi<br />
Am văzut că, obiectul de studiu al <strong>statistici</strong>i îl constituie fenomenele şi<br />
procesele de masă. Acestea se caracterizează prin variabilitatea formelor de<br />
manifestare în timp, în spaţiu şi sub raport organizatoric.<br />
Pentru caracterizarea unei astfel de colectivităţi, statistica a trebuit să-şi<br />
elaboreze metodologii şi tehnici specifice de obţinere a unor determinări cantitativnumerice,<br />
care se numesc indicatori <strong>statistici</strong>.<br />
Indicatorul statistic este expresia numerică a unor fenomene, procese,<br />
activităţi sau categorii economice, tehnice, sociale, definite în timp, spaţiu şi structură<br />
organizatorică, el este elaborat iniţial ca metodologie, ca şi conţinut şi cu legături<br />
stabilite cu alţi indicatori. Indicatorul statistic este purtător de informaţii având<br />
conţinut real, obiectiv determinat, are o formulă de calcul şi valori cognitive proprii.<br />
<strong>Indicatori</strong>i <strong>statistici</strong> pot fi folosiţi atât unilateral cât şi în interdependenţă reciprocă.<br />
Trebuie subliniat că în procesul de elaborare, de stabilire a conţinutului şi a<br />
metodologiei de calcul ale unui indicator, se porneşte de la natura fenomenului studiat,<br />
de la domeniul căruia acesta îi aparţine.<br />
Un indicator statistic cuprinde două părţi: determinarea noţională şi expresia<br />
numerică asociată acestuia.<br />
După funcţiile pe care le îndeplineşte un indicator, acesta poate fi: de<br />
măsurare, de comparare, de analiză sau sinteză, de estimare, de verificare a ipotezelor<br />
şi (sau) de testare a semnificaţiei parametrilor utilizaţi.<br />
După etapa în care apar în procesul de cunoaştere statistică, indicatorii pot fi:<br />
primari şi secundari. În practică se întâlnesc mai multe tipuri de indicatori primari,<br />
dintre care amintim:<br />
a) <strong>Indicatori</strong>i primari obţinuţi prin agregarea unor valori individuale cu acelaşi<br />
conţinut şi calculaţi la treptele ierarhice inferioare, cum ar fi: costurile totale de<br />
producţie etc.<br />
b) <strong>Indicatori</strong>i primari obţinuţi direct din observare, de exemplu, pentru o întreprindere<br />
indicatorii valorici ai producţiei sunt în acelaşi timp şi indicatori absoluţi primari şi<br />
înregistraţi direct la nivelul unităţii.
42<br />
<strong>Indicatori</strong>i <strong>statistici</strong> - 3<br />
O trăsătură caracteristică a indicatorilor primari este faptul că elementele<br />
constitutive se regăsesc la nivelul tuturor unităţilor folosite la culegerea datelor<br />
statistice.<br />
Să considerăm următorul tabel al datelor înregistrate, corespunzător unei<br />
colectivităţi statistice:<br />
Nr. curent al unităţii observate<br />
Tabelul 3.1.<br />
Caracteristicile înregistrate la nivelul fiecărei<br />
unităţi observate<br />
X1 X2 … Xr<br />
1 x11 x21 … xr1<br />
2 x12 x22 … xr2<br />
M M M … M<br />
I x1i x2i … xri<br />
M M M … M<br />
N x1n x2n … xrn<br />
Total<br />
n<br />
∑ x 1i<br />
i=<br />
1<br />
n<br />
∑ x 2i<br />
i=<br />
1<br />
n<br />
∑ x ri<br />
i=<br />
1<br />
Tabelul de mai sus, al datelor înregistrate pentru caracteristicile Xj, j = 1,<br />
r ale<br />
populaţiei statistice P =<br />
⎧ ⎫<br />
⎨ui<br />
: i = 1,<br />
n⎬<br />
permite mai multe caracterizări statistice:<br />
⎩ ⎭<br />
c1) Interpretarea corelată a indicatorilor înregistraţi la nivelul fiecărei unităţi pe baza<br />
valorilor caracteristicilor luate pe orizontală x1i, x2i,..., xri.<br />
c2) Interpretarea sistemului de indicatori care poate fi format la nivelul întregului<br />
ansamblu prin agregarea tuturor valorilor individuale înregistrate. Presupunând că<br />
Xk k = 1,<br />
r este caracteristică statistică pentru care are semnificaţie statistică<br />
aditivitatea valorilor înregistrate, se obţine indicatorul absolut<br />
Σ<br />
totalizator X k<br />
n<br />
Σ<br />
(3.1.1) X k = ∑ Xki<br />
i=<br />
1<br />
În practică apar însă variabile (caracteristici) statistice pentru care o însumare<br />
directă a valorilor înregistrate nu are sens economic. Un astfel de caz este atunci când<br />
valorile înregistrate provin dintr-un calcul statistic, ca de exemplu: productivitatea<br />
muncii, salariul mediu, rata rentabilităţii etc.<br />
În sens statistic, astfel de valori înregistrate au conţinut de indicatori derivaţi:
3.1. - Necesitatea folosirii indicatorilor <strong>statistici</strong>. <strong>Indicatori</strong> primari. Derivaţi 43<br />
Există situaţii când datele individuale ale unei caracteristici nu sunt direct<br />
însumabile, dar în urma aplicării unui coeficient de echivalenţă se poate obţine un<br />
indicator absolut totalizator de forma:<br />
n<br />
Σ<br />
(3.1.2) X k = ∑ Xki<br />
⋅ ei<br />
i=<br />
1<br />
Din cele de mai sus se constată că, prin totalizare pe grupe şi pe întreaga<br />
populaţie, pentru variabile care au sens economic pentru însumare, se stabilesc<br />
indicatori absoluţi, care exprimă nivelul cumulat al diferitelor caracteristici în unităţi<br />
de măsură specifice caracteristicii observate (buc., kg., m. etc.).<br />
Această descriere cantitativă, prin nivelul absolut, nu permite enunţarea unor<br />
aprecieri calitative asupra obiectului cercetării, dar stă la baza întregii analize<br />
statistice, deoarece prin confruntarea, compararea diverşilor indicatori absoluţi<br />
(primari), prin completarea lor cu alte informaţii utile, se emit aprecieri calitative<br />
asupra obiectului cercetării statistice, iar cunoaşterea acestora reprezintă o premisă a<br />
conducerii raţionale a activităţii economice, sociale, tehnice etc.<br />
<strong>Indicatori</strong>i derivaţi se obţin în faza de prelucrare statistică a mărimilor<br />
absolute, prin aplicarea diferitelor metode de calcul statistic: comparaţii, abstractizări,<br />
generalizări etc.<br />
<strong>Indicatori</strong>i derivaţi fac posibilă analiza aspectelor calitative ale fenomenelor şi<br />
procedeelor cercetate, ei pun în lumină legăturile de interdependenţă dintre fenomene,<br />
tendinţa obiectivă de manifestare a fenomenelor, rolul şi contribuţia diferiţilor factori<br />
la formarea şi modificarea unui fenomen complex.<br />
<strong>Indicatori</strong>i derivaţi se obţin, de obicei, prin aplicarea unui model de calcul<br />
statistic, de comparare sau de estimare. Compararea se poate efectua pe baza operaţiei<br />
de diferenţă sau pe baza operaţiei de raport. De exemplu, sporul produsul brut se<br />
obţine scăzând din nivelul acestuia din anul curent, pe cel din anul precedent.<br />
Compararea pe bază de raport este mai puţin restrictivă decât cea pe bază de diferenţă<br />
şi conduce la aşa numitele mărimi relative şi indicii <strong>statistici</strong>.<br />
Modelele de estimare sunt folosite în statistică pentru a putea măsura gradul<br />
de influenţă a diferiţilor factori asupra fenomenului analizat. Recurgându-se la ajutorul<br />
unor funcţii matematice se poate măsura statistic, prin una sau mai multe ecuaţii de<br />
estimare, dependenţa unei caracteristici de factorii care o determină sau în funcţie de<br />
timp. Aceste probleme fac obiectul capitolelor de analiză statistică a seriilor<br />
independente şi a seriilor cronologice.<br />
<strong>Indicatori</strong>i derivaţi, în general, au un caracter abstract, dar în acelaşi timp sunt<br />
utili în măsura în care au un conţinut real. Nu este suficient ca un indicator statistic<br />
derivat să fie corect calculat, el trebuie, în acelaşi timp, să corespundă naturii<br />
fenomenului sau procesului studiat.<br />
Pentru a realiza cele două cerinţe, statistica recurge la o serie de teste care au<br />
la bază principiile teoriei probabilităţilor şi la o fină cunoaştere a domeniului de
44<br />
<strong>Indicatori</strong>i <strong>statistici</strong> - 3<br />
cercetare. Aceste considerente stau la baza dezvoltării <strong>statistici</strong>i ca disciplină de sine<br />
stătătoare şi a <strong>statistici</strong>lor de ramuri.<br />
Categoria cea mai simplă de indicatori derivaţi şi care au o largă răspândire în<br />
statistică este aceea a mărimilor relative care va fi prezentată în paragraful următor.<br />
3.2. <strong>Indicatori</strong> derivaţi relativi<br />
Indicatorul relativ (mărimea relativă) este rezultatul comparării sub formă de<br />
raport a doi indicatori <strong>statistici</strong> şi exprimă printr-un singur număr proporţiile<br />
indicatorului raportat faţă de indicatorul bază de raportare, numită şi bază de<br />
comparaţie.<br />
Forma de exprimare a indicatorilor relativi se stabileşte în raport cu gradul de<br />
variaţie a fenomenelor, scopul urmărit şi particularităţile specifice ale fenomenelor<br />
cercetare.<br />
Rezultatul raportării este un număr întreg sau o fracţie. Pentru a mări<br />
expresivitatea acestuia se înmulţeşte cu 100, 1.000, 10.000 respectiv 100.000 şi astfel<br />
rezultatul se exprimă în procente, promile, prodecimile, respectiv procentimile.<br />
Mărimile relative se exprimă în unităţi sau coeficienţi. În acest caz indicatorul<br />
relativ arată câte unităţi din mărimea raportată revin la o singură unitate din mărimea<br />
bazată pe raportare. Astfel, se exprimă: indicatorii vitezei de circulaţie a mărfurilor,<br />
indicatorii eficienţei economice, indicatorii tehnico-economici de utilizare a fondurilor<br />
etc. În general aceştia au valori supraunitare.<br />
Forma cea mai frecventă de exprimare a indicatorilor relativi o constituie<br />
procentele, care arată câte unităţi din mărimea raportată revin la 100 unităţi ale<br />
mărimii bază de raportare.<br />
Promilele, prodecimile se folosesc când mărimea comparată este mult prea<br />
mică faţă de mărimea bază de raportare şi exprimarea în coeficienţi sau în procente ar<br />
conduce la mărimi relative dificil de interpretat.<br />
Mărimile relative se dovedesc a fi utile în analiza întregii activităţi tehnicoeconomice<br />
şi sociale. Calcularea indicatorilor <strong>statistici</strong> impune însă o alegere atentă a<br />
bazei de comparaţie şi verificarea comparabilităţii datelor raportate. Alegerea bazei de<br />
raportare nu trebuie să se facă în mod mecanic, ci pe baza unei analize calitative<br />
prealabile. Ca numitor al raportului trebuie folosită baza de referinţă care corespunde<br />
din punct de vedere al reprezentativităţii sale în timp, în spaţiu şi în structură<br />
organizatorică.<br />
Mărimile selective pot fi împărţite în următoarele clase: de structură, de<br />
coordonate, ale dinamicii, ale planificării (programării) şi de intensitate.<br />
Mărimile relative de structură stabilesc în ce raport se află fiecare element sau<br />
grup de elemente ale colectivităţii faţă de volumul (nivelul) întregii colectivităţi.<br />
Astfel, într-o serie teritorială, sau pentru o variabilă statistică construită pe baza unor
3.2. - <strong>Indicatori</strong> derivaţi relativi 45<br />
componente, ponderea sau greutatea specifică ( g<br />
x<br />
i<br />
) a unui element xi în totalul<br />
⎛ n ⎞<br />
colectivităţii ⎜ ⎟<br />
⎜∑<br />
x i se obţine pe baza relaţiei<br />
⎟<br />
⎝i<br />
= 1 ⎠<br />
x<br />
i<br />
(3.2.1) g = ⋅<br />
x<br />
i<br />
n<br />
x<br />
∑<br />
j = 1<br />
Să considerăm cazul unei grupări simple în care datele individuale pentru o<br />
caracteristică X, se caracterizează pe fiecare grupă şi mărimea relativă de structură<br />
n i<br />
exprimă raportul dintre aceste mărimi ∑ x ij şi valoarea agregată pe întregul<br />
j=<br />
1<br />
k n i<br />
ansamblu ∑∑x<br />
ij . Atunci ponderile grupelor vor fi date prin:<br />
i=<br />
1 j=<br />
1<br />
(3.2.2)<br />
n i<br />
∑ xij<br />
j=<br />
1<br />
g =<br />
x i k n i<br />
∑∑xij<br />
i=<br />
1 j=<br />
1<br />
Să considerăm o grupare combinată utilizând două variabile (x1, x2,..., xi,..., xk)<br />
şi (y1, y2,..., yj,..., ym) pentru care s-au centralizat şi variabilele individuale pe grupe.<br />
Greutăţile specifice se calculează cu formulele:<br />
1<br />
x<br />
i<br />
g = ⋅ ∑ x =<br />
x x ij<br />
i<br />
x<br />
(3.2.3)<br />
g<br />
y<br />
i<br />
=<br />
∑∑<br />
i j<br />
1<br />
∑∑<br />
j i<br />
y<br />
ij<br />
ij<br />
Într-o grupare simplă sau combinată se pot calcula greutăţi specifice pentru<br />
toate caracteristicile care au fost centralizate.<br />
Într-o distribuţie de frecvenţă, fiecare mărime de structură exprimă ponderea<br />
grupului de elemente xi şi frecvenţă ni în volumul total.<br />
⋅<br />
i<br />
j<br />
∑<br />
j<br />
y<br />
ij<br />
=<br />
∑<br />
i<br />
∑<br />
j<br />
y<br />
j<br />
i<br />
y<br />
j
46<br />
<strong>Indicatori</strong>i <strong>statistici</strong> - 3<br />
Atunci când se cunosc valorile centralizate pe grupe, greutăţile (ponderile)<br />
specifice vor fi:<br />
(3.2.4.) ∑<br />
∑∑ ⋅ =<br />
1<br />
g x<br />
xij<br />
,<br />
i xij<br />
j<br />
i j<br />
iar când se cunosc frecvenţele, ponderile specifice pe grupe sunt:<br />
(3.2.5) g x i<br />
1<br />
= ⋅ xi<br />
ni<br />
∑ xi<br />
ni<br />
i<br />
Mărimile relative de structură, care arată raportul dintre numărul unităţilor din<br />
⎛ ⎞<br />
fiecare grupă ni şi numărul unităţilor din întreaga populaţie n ⎜ ⎟<br />
⎜∑<br />
n i = n , se numesc<br />
⎟<br />
⎝ i ⎠<br />
frecvenţe relative. Dacă le notăm prin * n i acestea sunt date de:<br />
(3.2.6)<br />
n<br />
i n =<br />
i ∑n<br />
j<br />
j<br />
*<br />
*<br />
Se observă imediat că ∑ ni<br />
= 1,<br />
iar dacă le calculăm în procente:<br />
i=<br />
1<br />
n * i<br />
(3.2.7) n = ⋅ 100 ,<br />
∑<br />
∑ j<br />
i n<br />
j<br />
*<br />
atunci avem: ni<br />
= 100 .<br />
i<br />
Prin reprezentarea grafică, mărimile relative de structură devin mai sugestive.<br />
Să considerăm o colectivitate statistică reprezentată prin raport cu o anumită<br />
caracteristică în trei grupe cu ponderile 45%, 15% şi respectiv 40%. În cazul<br />
diagramei de structură prin sectoare de cerc se consideră că întregul ansamblu de<br />
100% este proporţional cu cele 360 O ale unui cerc. Se înmulţesc greutăţile specifice cu<br />
360 O şi se împarte la 100. Se obţine reprezentarea din fig.3.1.<br />
O diagramă de structură corespunzătoare se poate obţine utilizând un pătrat.<br />
Se efectuează o reţea dublă de 10 diviziuni egale şi se haşurează un număr de pătrate<br />
egal cu ponderea grupei. Se obţine reprezentarea grafică din fig.3.2.<br />
În mod analog se obţine o reprezentare grafică în triunghi sau sub alte forme.
3.2. - <strong>Indicatori</strong> derivaţi relativi 47<br />
Mărimile relative de coordonate caracterizează raportul numeric în care se<br />
găsesc doi indicatori de acelaşi fel, aparţinând unor grupe ale aceleiaşi colectivităţi<br />
statistice sau unor colectivităţi statistice de acelaşi fel, dar situate în spaţii diferite.<br />
Aceste mărimi relative de coordonate admit proprietatea de reversibilitate.<br />
45%<br />
15 %<br />
40 %<br />
Fig.3.1.<br />
15%<br />
40%<br />
45%<br />
Fig.3.2.<br />
Fie xA şi xB cele două mărimi comparate; în funcţie de scopul cercetării<br />
mărimea relativă de coordonate poate fi considerată:<br />
x<br />
(3.2.8)<br />
A<br />
x<br />
K A / B = sau K<br />
B<br />
B / A =<br />
x B<br />
x A<br />
Pentru a reprezenta grafic mărimile relative de coordonate, de obicei se consideră<br />
grupa sau colectivitatea aleasă ca bază de comparaţie ca fiind proporţională cu<br />
100% şi scara de reprezentare se va alege în funcţie de valoarea maximă procentuală.
48<br />
<strong>Indicatori</strong>i <strong>statistici</strong> - 3<br />
Mărimile relative ale dinamicii se utilizează pentru caracterizarea evoluţiei<br />
fenomenelor în timp. Ele se obţin ca raport al nivelului fenomenului într-o perioadă de<br />
timp şi nivelul aceluiaşi fenomen dintr-o perioadă anterioară, considerată drept bază<br />
de comparaţie. Studiul dezvoltat al acestor mărimi relative ale dinamicii face obiectul<br />
capitolelor “Serii cronologice” şi “Metoda indicilor”.<br />
Mărimile relative ale programării de dezvoltare se calculează la nivelul<br />
fiecărei unităţi, în funcţie de programele elaborate privind aprovizionarea, producţia şi<br />
desfacerea de mărfuri.<br />
Pentru stabilirea acestor indicatori sunt necesare următoarele informaţii:<br />
x0 = nivelul realizat în perioada de bază, xpl = nivelul programat în perioada curentă şi<br />
x1 = nivelul realizat în perioada curentă. Pe baza acestor mărimi putem calcula<br />
indicatorii relativi:<br />
x pl<br />
x<br />
(3.2.9) K 100 , K<br />
1<br />
pl / 0 = ⋅ 1/<br />
pl = ⋅100<br />
x0<br />
x pl<br />
al nivelului planificat în perioada curentă faţă de nivelul realizat în perioada de bază şi<br />
respectiv, al nivelului realizat faţă de cel planificat în perioada curentă.<br />
La studierea realizării programării (planului) statistica urmăreşte îndeplinirea<br />
acesteia la toţi indicatorii prin care se caracterizează activitatea agenţilor economici:<br />
producţie, desfacere, servicii, productivitatea muncii, costuri, fond de salarizare,<br />
numărul mediu al salariaţilor etc. Fiecărui indicator i se ataşează câte o denumire în<br />
funcţie de tendinţa de modificare şi de semnul diferenţei dintre mărimea relativă<br />
exprimată în procente şi 100%, cât şi de conţinutul sarcinii de program (plan) de a fi<br />
minime sau maxime. Astfel, avem: spor (excedent), surplus, deficit (risipă), economie<br />
(reducere).<br />
Desfăşurarea pe bază de contracte a relaţiilor directe dintre unităţile<br />
economice necesită în practică şi un indicator al gradului de acoperire a sarcinilor din<br />
programele de producţie cu contracte,<br />
xc<br />
(3.2.10) Kc<br />
/ pl = ⋅100<br />
,<br />
x pl<br />
obţinut prin raportarea nivelului contractărilor în cadrul perioadei curente (xc) la<br />
sarcina de program (plan) (xpl).<br />
Mărimile relative de intensitate se obţin prin raportarea a doi indicatori<br />
absoluţi X, Y, de natură diferită, care se află într-o relaţie de interdependenţă.<br />
Exemple de mărimi relative de intensitate sunt:<br />
- productivitatea muncii (producţia în unitatea de timp),<br />
- cursul de schimb valutar (exprimată cu câţi lei se poate cumpăra un dolar),<br />
- preţul unitar,<br />
- rentabilitatea economică (beneficiul economic în sens larg la un leu activ global),
3.3. – Mărimile medii<br />
- eficienţa activelor fixe,<br />
- durata medie a zilei (lunii) de lucru.<br />
Specific mărimilor relative de intensitate este faptul că ele pot fi interpretate<br />
sub forma unor valori individuale ale unei variabile aleatoare pentru care se poate<br />
stabili repartiţia lor de frecvenţă.<br />
Să notăm cu xi mărimea relativă de intensitate<br />
y<br />
x<br />
i<br />
i = ,<br />
zi<br />
yi zi fiind mărimile absolute comparate. Dacă asimilăm pe zi ca un ni (frecvenţă<br />
absolută ataşat lui xi, atunci fiecare mărime relativă de intensitate, calculată cel puţin<br />
la nivelul unei grupe de unităţi simple, poate fi considerată ca având conţinut de<br />
mărime medie.<br />
Menţionăm că mărimile relative de intensitate care se calculează sub formă<br />
de rapoarte cu baze diferite de raportare şi au conţinut de medie, nu admit operaţia de<br />
adiţiune, adică mărimea relativă corespunzătoare la nivelul ansamblului nu se obţine<br />
ca o sumă a mărimilor relative parţiale de acelaşi conţinut, calculat la nivelul grupelor,<br />
ci ca o medie a acestora:<br />
k<br />
∑ yi<br />
x =<br />
i=<br />
1<br />
k<br />
∑ zi<br />
i=<br />
1<br />
Prin diferite raportări cantitative mărimile relative de intensitate permit<br />
sesizarea unei multitudini de aspecte calitative ale colectivităţii cercetate.<br />
3.3. Mărimile medii<br />
Mărimile medii constituie categoria de indicatori derivaţi şi de indicatori<br />
sintetici generalizatori utilizaţi pe scară largă în activitatea de cercetare statistică, de<br />
planificare şi de conducere. <strong>Indicatori</strong>i medii reprezintă un instrument principal de<br />
cunoaştere a fenomenelor de masă şi au un grad mare de aplicabilitate practică. Cu cât<br />
valorile individuale din care se obţin mediile sunt mai apropiate, cu atât mediile<br />
calculate oferă un conţinut mai real. În calcularea valorilor medii trebuie avută în<br />
vedere omogenitatea datelor individuale. Eterogenitatea acestora impune calcularea<br />
unor medii parţiale şi a mediei de ansamblu ca o sinteză a acestora.<br />
49
50 <strong>Indicatori</strong> <strong>statistici</strong> - 3<br />
Pentru a obţine o medie cu un conţinut cât mai real este necesar ca aceasta să<br />
se bazeze pe un număr mare de cazuri individuale diferite, a căror variaţie să fie<br />
aleatoare în raport cu fenomenul în totalitatea lui, valorile din care se va calcula media<br />
să fie omogene, forma de medie utilizată trebuie să corespundă cât mai bine formei de<br />
variaţie a datelor individuale.<br />
Prin definiţie, media valorilor individuale ale unei variabile statistice este<br />
expresia sintetizării într-un singur nivel reprezentativ a tot ce este esenţial, tipic şi<br />
obiectiv în apariţia, manifestarea şi dezvoltarea acesteia.<br />
În statistică, media este interpretată ca nivelul la care ar fi ajuns o<br />
caracteristică înregistrată, dacă în toate cazurile, toţi factorii esenţiali şi neesenţiali ar<br />
fi acţionat constant. În acest sens se interpretează media ca fiind “speranţa<br />
matematică” către care tind toate valorile, variaţia dintre ele fiind influenţa factorilor<br />
aleatori.<br />
Ţinând seama de diversitatea fenomenelor economice, tehnice, sociale etc.,<br />
care astăzi sunt cercetate cu metode statistice, şi luând în calcul variabilitatea acestor<br />
fenomene, în practică trebuie să se aleagă tipul de medie adecvat. Mediile cele mai<br />
frecvent folosite sunt: aritmetică, geometrică, armonică, pătratică şi cronologică,<br />
calculate ca medii simple şi ponderate.<br />
3.3.1. Media aritmetică<br />
Să considerăm o serie statistică unidimensională<br />
(3.3.1) X: x1, x2,..., xi,..., xn<br />
discretă formată din n valori distincte, ca rezultat al celor n observaţii efectuate.<br />
Definiţia 1. Se numeşte medie aritmetică simplă a seriei (3.3.1) valoarea<br />
notată cu x şi calculată ca raport al sumei valorilor observaţiilor xi, i = 1,<br />
n şi numărul<br />
observaţiilor n. Aşadar avem:<br />
n<br />
1<br />
(3.3.2) x = ∑ xi<br />
n<br />
i=<br />
1<br />
Exemplul 1. Să considerăm că seria statistică X conţine informaţii referitoare<br />
la vechimea în muncă (în ani) a membrilor unei echipe de 8 specialişti într-un<br />
domeniu de activitate. X: 3, 5, 7, 9, 10, 11, 12, 18.<br />
Atunci vechimea medie a echipei respective este:<br />
1<br />
x = ( 3 + 5 + 7 + 9 + 10 + 11 + 12 + 18)<br />
= 9,<br />
375 ani<br />
8<br />
Să considerăm că seria statistică X este una de frecvenţe, adică fiecărei valori<br />
xi îi este asociată frecvenţa absolută a apariţiei ni, în urma observaţiilor efectuate,<br />
adică:
3.3. – Mărimile medii<br />
(3.3.3) ⎟ ⎛ x<br />
⎞<br />
⎜<br />
1,<br />
x 2 , K,<br />
x k<br />
X :<br />
,<br />
⎝n1<br />
, n 2 , K,<br />
n k ⎠<br />
unde xi∈3, ni∈∠ * , i = 1,<br />
k .<br />
Definiţia 2. Se numeşte medie aritmetică ponderată a seriei X şi se notează cu<br />
x valoarea obţinută ca raport al sumei produselor dintre valorile şi frecvenţele<br />
absolute corespunzătoare şi numărul observaţiilor efectuate care coincide cu suma<br />
frecvenţelor absolute. Adică, în acest caz:<br />
k<br />
∑ ni<br />
x<br />
k<br />
i<br />
1<br />
(3.3.4)<br />
x =<br />
=<br />
∑ n =<br />
i 1<br />
ix<br />
i<br />
n<br />
k<br />
i=<br />
1<br />
∑ ni<br />
i=<br />
1<br />
Exemplul 2. Fie X seria de frecvenţe a notelor obţinute de studenţii unei<br />
grupe la un examen:<br />
⎟ ⎛4<br />
5 6 7 8 9 10⎞<br />
X : ⎜<br />
⎝2<br />
1 6 8 5 2 1 ⎠<br />
În acest caz numărul absolvenţilor este 25=2+1+6+8+5+2+1, iar media (nota<br />
medie) ponderată a notelor grupei este:<br />
2 ⋅ 4 + 1⋅<br />
5 + 6 ⋅ 6 + 8 ⋅ 7 + 5 ⋅ 8 + 2 ⋅ 9 + 1⋅10<br />
173<br />
x =<br />
= = 6,<br />
92<br />
25<br />
25<br />
Să considerăm cazul când valorile seriei statistice X sunt date prin intervalele<br />
de valori la care aparţin, adică ştim că xi∈[ei, ei+1], cu frecvenţa absolută ni. În ipoteza<br />
că valorile xi sunt uniform repartizate în fiecare interval [ei, ei+1], atunci media<br />
aritmetică ponderată a seriei statistice, de intervale de valori, se calculează prin:<br />
k<br />
1<br />
(3.3.5) x = ∑ nic<br />
i ,<br />
n<br />
i=<br />
1<br />
k<br />
e e<br />
unde n = ∑ ni<br />
şi c<br />
i + i 1<br />
i =<br />
+<br />
2<br />
i=<br />
1<br />
Dacă pentru orice i = 1,<br />
k ni = 1, (n=k), atunci din (3.3.5) obţinem media<br />
aritmetică simplă a unei serii statistice de intervale de valori:<br />
n<br />
1<br />
(3.3.6) x<br />
= ∑ ci<br />
n<br />
i=<br />
1<br />
51
52 <strong>Indicatori</strong> <strong>statistici</strong> - 3<br />
Observaţia 1. Dacă pentru o serie de frecvenţe considerăm (sau sunt date)<br />
frecvenţele relative<br />
k<br />
n<br />
(3.3.7)<br />
f =<br />
i<br />
i cu<br />
k ∑ f i = 1 ,<br />
∑ n<br />
i=<br />
1<br />
i<br />
i=<br />
1<br />
atunci mediile aritmetice ponderate (3.3.4) şi (3.3.5) iau forma:<br />
k<br />
k<br />
(3.3.8) x = ∑ fix<br />
i şi respectiv, x = ∑ fic<br />
i<br />
i=<br />
1<br />
i=<br />
1<br />
Exemplul 3. Să considerăm că seria statistică de frecvenţe a grupelor de<br />
vechime pentru muncitorii unui atelier este dată de Tabelul 3.2.<br />
Grupe de vechime [ani] Număr de muncitori [ni] ci cini<br />
2 – 7 5 4,5 22,5<br />
8 – 13 4 10,5 42,0<br />
14 – 18 6 16,5 99,0<br />
19 – 25 5 22,5 112,5<br />
26 – 31 2 28,5 57,0<br />
Total 22 - 333,0<br />
Tabelul 3.2.<br />
Să se calculeze vechimea medie pe atelier.<br />
Utilizând datele din Tabelul 3.2 şi formula (3.3.5) obţinem:<br />
1<br />
x = ⋅ 333 = 15,<br />
13 [ ani]<br />
22<br />
Media aritmetică a unei serii statistice prezintă unele proprietăţi cu utilitate<br />
practică. Menţionăm mai întâi că formulele de calcul prezentate mai sus rămân<br />
valabile numai dacă valorile individuale înregistrate sunt numerice. Pentru o serie cu<br />
valori nenumerice sau cu valori măsurabile pe o scală calitativă nu se poate calcula<br />
media aritmetică.<br />
P1) Valoarea mediei aritmetice calculate este unică, ea poate să coincidă sau<br />
nu cu vreo valoare individuală înregistrată.<br />
P2) Întotdeauna mărimea mediei aritmetice se încadrează în intervalul de<br />
variaţie a caracteristicii X, adică xmin ≤ x ≤ xmax.<br />
Pentru o serie de distribuţie de frecvenţe media oscilează în jurul termenilor<br />
cu frecvenţa cea mai mare.
3.3. – Mărimile medii<br />
P3) Pentru o serie statistică, suma algebrică a tuturor abaterilor individuale,<br />
di = xi - x , ale termenilor seriei, de la valoarea medie este egală cu zero. Adică pentru<br />
o serie simplă avem:<br />
n<br />
(3.3.9) ∑ ( x i − x)<br />
= 0 ,<br />
i=<br />
1<br />
iar pentru o serie de frecvenţe are loc:<br />
k<br />
(3.3.10) ∑ n i ( xi<br />
− x)<br />
= 0 ,<br />
i=<br />
1<br />
P4) Media aritmetică calculată pe baza datelor unei serii statistice micşorate<br />
sau mărite cu o constantă “a” se modifică în acelaşi sens cu aceeaşi mărime “a” faţă de<br />
media aritmetică a seriei iniţiale.<br />
Într-adevăr, fie seria simplă de date, iniţială X: x1, x2,..., xi,..., xn cu media<br />
n<br />
1<br />
aritmetică x = ∑ xi<br />
. Pornind de la seria dată să considerăm seriile :<br />
n<br />
i=<br />
1<br />
X: x1±a, x2±a,..., xi±a,..., xn±a. Atunci media x ’ a seriei X ’ este:<br />
(3.3.11)<br />
n n<br />
n n<br />
1 1<br />
1 1<br />
x'<br />
= ∑ x'i<br />
= ∑( xi<br />
± a)<br />
= ∑xi±<br />
∑ a =<br />
n n<br />
n n<br />
i=<br />
1 i=<br />
1<br />
i=<br />
1 i=<br />
1<br />
n<br />
1 1<br />
= ∑ xi<br />
± ⋅ n ⋅ a = x ± a<br />
n n<br />
i=<br />
1<br />
În mod similar se demonstrează proprietatea de mai sus pentru serii de<br />
frecvenţe.<br />
P5) Media aritmetică calculată pe baza datelor unei serii statistice împărţite cu<br />
acelaşi coeficient p≠0 se obţine prin împărţirea mediei aritmetice a seriei iniţiale cu<br />
coeficientul p.<br />
Să considerăm seria X: x1, x2,..., xi,..., xn pentru care media aritmetică este<br />
n<br />
1<br />
x x x x<br />
x = ∑ xi<br />
şi să construim seria X"<br />
=<br />
1<br />
,<br />
2<br />
, K<br />
i<br />
, K<br />
n<br />
, p≠0.<br />
n<br />
p p p p<br />
i=<br />
1<br />
Atunci media x ” a seriei X” este:<br />
(3.3.12)<br />
n<br />
1 x 1 ⎡ n<br />
1 ⎤ x<br />
x"<br />
=<br />
i<br />
∑ = ⎢ ∑ xi<br />
⎥ =<br />
n p p n p<br />
i=<br />
1<br />
⎢<br />
⎣ i=<br />
1<br />
⎥<br />
⎦<br />
53
54 <strong>Indicatori</strong> <strong>statistici</strong> - 3<br />
Demonstraţia de mai sus rămâne valabilă şi în cazul seriilor de frecvenţe de<br />
valori sau pe intervale.<br />
Din (3.3.12) rezultă relaţia:<br />
x = p x ” ,<br />
care oferă o metodă avantajoasă de calcul a mediei seriei X, atunci când există un<br />
divizor comun p pentru toate valorile xi ale seriei X.<br />
Proprietăţile 4 şi 5 pot fi folosite împreună pentru obţinerea unei metode<br />
avantajoase de calcul a mediei aritmetice pentru o serie de frecvenţe pe intervale X,<br />
pentru care xi∈[ei, ei+1) cu frecvenţa ni, i = 1,<br />
k . În acest caz putem scrie:<br />
1 ⎛ k<br />
c c ⎞<br />
(3.3.13) x ⎜ n<br />
i −<br />
= ⎟<br />
i p + c<br />
n ⎜∑<br />
,<br />
p ⎟<br />
⎝i<br />
= 1 ⎠<br />
unde ci reprezintă mijlocul intervalului [ei, ei+1), c numit origine arbitrară, poate fi<br />
considerat centrul de interval cu ponderea cea mai mare iar p este un coeficient<br />
convenabil ales de micşorare a termenilor seriei date.<br />
P6) Fie o serie statistică de frecvenţe<br />
⎛ x<br />
⎜<br />
1,<br />
X :<br />
⎝n1<br />
,<br />
pe care o împărţim în două grupe:<br />
⎛ x1,<br />
Xa<br />
: ⎜<br />
⎝n1,<br />
x 2,<br />
n 2,<br />
K,<br />
K,<br />
x 2 ,<br />
n 2 ,<br />
K,<br />
K,<br />
xi<br />
,<br />
ni<br />
,<br />
K,<br />
K,<br />
⎟ x k ⎞<br />
,<br />
n k ⎠<br />
xi<br />
⎞<br />
⎟ ,<br />
n<br />
⎟<br />
i ⎠<br />
⎟<br />
⎛ xi<br />
+ 1,<br />
xi<br />
+ 2,<br />
K,<br />
x k ⎞<br />
Xb<br />
: ⎜<br />
⎝n<br />
i+<br />
1,<br />
ni<br />
+ 2,<br />
K,<br />
n k ⎠<br />
Dacă x a este media seriei Xa, x b este media seriei Xb, atunci media seriei<br />
considerate iniţial X este media aritmetică ponderată a mediilor seriilor celor două<br />
i<br />
k<br />
grupe Xa şi Xb, cu frecvenţele cumulate n a = ∑ ni<br />
, n b = ∑ n j , adică are loc<br />
j=<br />
1 j=<br />
i+<br />
1<br />
(3.3.14)<br />
na<br />
xa<br />
+ n b x b<br />
x = ,<br />
na<br />
+ n b<br />
i<br />
k<br />
1<br />
1<br />
unde x a = ∑ n jx<br />
j , x b = ∑ n jx<br />
j<br />
na<br />
n<br />
j=<br />
1<br />
b j=<br />
i+<br />
1<br />
Pornind de la relaţia (3.3.14), se deduce că, atunci când se efectuează o nouă<br />
măsurătoare, şi astfel se obţine o nouă serie statistică, cu o dată în plus, media acesteia
3.3. – Mărimile medii<br />
se poate obţine pornind de la media seriei iniţiale şi utilizând valoarea adăugată. Mai<br />
exact, pentru seria simplă X’={ x1, x2,..., xk, xk+1} are loc relaţia:<br />
nx<br />
+ x<br />
(3.3.15)<br />
x'=<br />
k + 1<br />
,<br />
k + 1<br />
unde x este media seriei X={ x1, x2,..., xk}.<br />
Dacă pornim de la o serie de frecvenţe<br />
X :<br />
⎛ x1,<br />
⎜<br />
⎝ n1<br />
K<br />
K<br />
x k ⎞<br />
⎟<br />
n k ⎠<br />
k<br />
cu ∑ n k = n ,<br />
=<br />
şi în urma a nk+1 măsurători a apărut valoarea xk+1 atunci media seriei statistice de<br />
frecvenţe<br />
se poate obţine prin:<br />
(3.3.16)<br />
⎛ x<br />
⎜<br />
1,<br />
X':<br />
⎝n1<br />
,<br />
K,<br />
K,<br />
x k ,<br />
n k ,<br />
i<br />
1<br />
x k + 1 ⎞<br />
⎟<br />
n k + 1 ⎠<br />
nx<br />
+ n k 1x<br />
x'<br />
=<br />
+ k + 1<br />
,<br />
n + n k + 1<br />
P7) Cazul caracteristicilor alternative. Dacă pentru fiecare unitate a populaţiei<br />
generale P o caracteristică Xa înregistrează o formă de manifestare, considerată<br />
normală, caracterizată de valoarea xi=1 sau o formă opusă acesteia, caracterizată de<br />
valoarea xi=0, i = 1,<br />
k spunem că avem o caracteristică alternativă (cu valori<br />
alternative).<br />
Observăm că cele două variante “normală” (xi=1) şi “anormală” (xi=0),<br />
caracterizează populaţia sau o grupă de unităţi statistice prin frecvenţa cu care apar. Să<br />
notăm cu na şi respectiv nb cele două frecvenţe. Atunci seria de frecvenţe asociată<br />
caracteristicii Xa se poate scrie sub forma:<br />
va fi:<br />
(3.3.17)<br />
⎛ 1 0 ⎞<br />
Xa : ⎜ , na<br />
+ nb<br />
= k<br />
na<br />
n ⎟<br />
⎝ b ⎠<br />
Conform definiţiei mediei aritmetice, media variabilei statistice alternative Xa<br />
n 1 n 0 n<br />
x<br />
a ⋅ + b ⋅ a<br />
a = = ,<br />
k k<br />
x a fiind o mărime relativă de structură se exprimă, de regulă, sub formă procentuală şi<br />
ea arată câte unităţi, în medie, la o sută de unităţi ale populaţiei posedă forma de<br />
manifestare “normală” a caracteristicii Xa.<br />
55
56 <strong>Indicatori</strong> <strong>statistici</strong> - 3<br />
Exemplul 4. Să presupunem că din 10.000 candidaţi la admitere la o facultate<br />
au fost admişi numai 2.500 candidaţi. Să se determine media candidaţilor admişi în<br />
totalul candidaţilor.<br />
Populaţia P constă din cei 10.000 candidaţi. Considerăm caracteristica X care<br />
poate lua valori alternative: admis (A) şi respins (R). Ea va avea distribuţia de<br />
frecvenţe:<br />
A R<br />
X :<br />
,<br />
2.<br />
500 7.<br />
500⎟<br />
⎟<br />
⎛<br />
⎞<br />
⎜<br />
⎝<br />
⎠<br />
atunci, media candidaţilor admişi, în procente, va fi:<br />
2.<br />
500<br />
X : ⋅ 100 = 25%<br />
,<br />
10.<br />
000<br />
O reprezentare grafică a mediei candidaţilor admişi se obţine prin:<br />
25%<br />
admisi<br />
2500 75%<br />
respinsi<br />
7500<br />
Fig.3.3.<br />
care arată că din fiecare sută de candidaţi au fost admişi numai 25 (un sfert).<br />
P7) Media aritmetică admite următoarea generalizare naturală, astfel că alte<br />
medii cunoscute şi utilizate apar drept cazuri particulare ale acestei generalizări.<br />
Fie X o variabilă statistică de frecvenţe:<br />
X :<br />
⎛ x<br />
⎜<br />
1,<br />
⎝ n1,<br />
x 2 ,<br />
n 2 ,<br />
K,<br />
K,<br />
x k ⎞<br />
⎟<br />
n k ⎠<br />
şi f: D1={x1, x2, ..., xk} → 3 o funcţie monotonă (crescătoare sau descrescătoare),<br />
atunci numim f - media variabilei statistice de frecvenţe X, cantitatea x f definită de<br />
egalitatea<br />
k<br />
(3.3.18) f ( x ) rif<br />
( xi<br />
)<br />
f = ∑ ,<br />
i=<br />
1
unde frecvenţele relative ri sunt definite prin relaţiile:<br />
n<br />
(3.3.19)<br />
r =<br />
i<br />
i ,<br />
k<br />
∑ ni<br />
i=<br />
1<br />
3.3. – Mărimile medii<br />
Dacă funcţia f este definită prin f(t)=x t atunci f – media se numeşte medie de<br />
ordinul t, şi de obicei se notează cu x t. Se demonstrează că au loc relaţiile:<br />
x t > x dacă t > 1<br />
(3.3.20) x t = x dacă t = 1<br />
x t < x dacă t < 1<br />
Pentru t=2, x 2 devine media pătratică, şi deci avem x 2> x , pentru t = -1, x -1<br />
devine media armonică, şi deci avem x -1 < x . De asemenea pot fi considerate alte<br />
f - medii.<br />
Observaţia 2. Principalul dezavantaj al folosirii mediei aritmetice constă în<br />
sensibilitatea sa faţă de valorile externe. Ea devine nereprezentativă dacă termenii<br />
seriei sunt prea împrăştiaţi, iar dacă în colectivitatea statistică se observă modificări<br />
distincte din punct de vedere calitativ, media tinde să devină o mărime lipsită de<br />
conţinut. În acest caz este indicat să se calculeze medii parţiale pentru fiecare tip<br />
calitativ şi, în final, să se determine media generală.<br />
Omogenitatea colectivităţii pentru care se determină media este, de fapt,<br />
condiţia reprezentativităţii pentru orice tip de mărime medie.<br />
3.3.2. Alte tipuri de medii utilizate în analiza seriilor statistice<br />
În cazuri speciale de serii statistice simple sau de frecvenţe se aplică anumiţi<br />
indicatori medii dintre care prezentăm:<br />
Media pătratică, o notăm cu x p, ea reprezintă acea valoare a caracteristicii<br />
care, dacă ar înlocui fiecare valoare individuală din serie, suma pătratelor termenilor<br />
seriei nu s-ar modifica.<br />
Fie X o variabilă statistică simplă.<br />
X: x1, x2, ..., xi, ..., xn. Pentru aceasta, media pătratică x p este definită de<br />
relaţia:<br />
n<br />
2 2 2 2<br />
(3.3.21) ∑ x<br />
i = x p+<br />
x p+<br />
... + x p=<br />
nx<br />
i=<br />
1<br />
2<br />
p<br />
57
58 <strong>Indicatori</strong> <strong>statistici</strong> - 3<br />
Deducem imediat formula de calcul a mediei pătratice asociate unei variabile<br />
statistice simple:<br />
1<br />
⎡ n<br />
1 ⎤ 2<br />
(3.3.22)<br />
x<br />
2<br />
p = ⎢ ∑ x ⎥<br />
⎢n<br />
i<br />
⎣ i=<br />
1<br />
⎥<br />
⎦<br />
Dacă variabila statistică X este una de frecvenţe, adică avem:<br />
(3.3.23) ⎟ ⎛ x<br />
⎞<br />
⎜<br />
1,<br />
x 2 , K,<br />
xi<br />
K,<br />
x k<br />
X :<br />
,<br />
⎝n1<br />
, n 2 , K,<br />
ni<br />
K,<br />
n k ⎠<br />
atunci media pătratică corespunzătoare este dată prin:<br />
1<br />
⎡1<br />
n<br />
2 ⎤ 2<br />
k<br />
(3.3.24)<br />
x p = ⎢ ∑ ni<br />
xi<br />
⎥ , cu ∑ n i = n .<br />
⎣n<br />
i=<br />
1 ⎦ i=<br />
1<br />
n<br />
Dacă se trece la frecvenţe relative f<br />
i<br />
i = , atunci (3.3.24) devine<br />
n<br />
1<br />
⎡ k<br />
2 ⎤ 2<br />
(3.3.25)<br />
x p = ⎢∑<br />
fi<br />
x ⎥ .<br />
⎢<br />
⎣i=<br />
1<br />
⎥<br />
⎦<br />
Relaţiile de calcul ale mediei pătratice conduc la următoarele observaţii:<br />
Deşi media pătratică se poate calcula şi în cazul când variabila statistică ia şi<br />
valori negative sau nule, ea are semnificaţie practică (economică) numai dacă se<br />
calculează din valori pozitive.<br />
În mod frecvent media pătratică se utilizează pentru a caracteriza tendinţa<br />
centrală în ansamblul abaterilor valorilor individuale de la valoarea lor medie.<br />
De asemenea, media pătratică se utilizează când se doreşte să se acorde o<br />
importanţă mai mare la nivelul mediu, a acelor unităţi pentru care caracteristica<br />
înregistrată prezintă valori absolute mari.<br />
Media armonică o notăm cu x h, ea se defineşte ca valoare inversă a mediei<br />
aritmetice a inverselor valorilor individuale înregistrate. Pentru o serie statistică<br />
simplă X: x1, x2, ..., xi, ..., xn relaţia de definiţie a mediei armonice este:<br />
n<br />
1 1 1 1<br />
(3.3.26) + + ... + = ∑ ,<br />
xh xh<br />
xh<br />
1442443<br />
i= 1 xh<br />
de unde rezultă că:<br />
n ori
(3.3.27)<br />
x h<br />
n<br />
= n<br />
1 ,<br />
∑<br />
i= 1 xi<br />
Pentru o serie statistică de frecvenţe:<br />
X :<br />
⎛ x<br />
⎜<br />
1,<br />
⎝ n1,<br />
x 2 ,<br />
n 2 ,<br />
K,<br />
K,<br />
x k ⎞<br />
⎟ ,<br />
n k ⎠<br />
3.3. – Mărimile medii<br />
prin intermediul relaţiei (3.3.26), de definiţie, rezultă următoarea formulă de calcul a<br />
mediei armonice ponderate:<br />
(3.3.28)<br />
x h<br />
k<br />
∑ ni<br />
=<br />
i=<br />
1<br />
k<br />
1<br />
∑ ni<br />
x<br />
i=<br />
1 i<br />
,<br />
Dacă între două variabile statistice există o relaţie de invers proporţionalitate<br />
şi pentru una dintre ele se foloseşte media aritmetică, atunci pentru cealaltă variabilă<br />
este obligatoriu să se folosească media armonică, deoarece raportul de inversă<br />
proporţionalitate se realizează şi între cele două valori medii.<br />
Exemplul 1. Fie w productivitatea muncii într-un atelier de producţie, t<br />
consumul specific de timp de muncă pe unitatea de produs, T – cheltuielile totale de<br />
timp de muncă şi q producţia obţinută; atunci productivitatea medie a muncii se<br />
determină cu relaţia:<br />
k k<br />
∑ qi<br />
∑ wi<br />
Ti<br />
k<br />
(3.3.29) w =<br />
i=<br />
1<br />
=<br />
i=<br />
1<br />
=<br />
k ∑ wi<br />
f<br />
k<br />
i ,<br />
i=<br />
1<br />
∑ Ti<br />
∑ Ti<br />
i=<br />
1 i=<br />
1<br />
T<br />
unde f =<br />
i<br />
i , iar qi = wi⋅Ti<br />
k<br />
∑ Ti<br />
i=<br />
1<br />
Consumul specific de timp de muncă, este dat prin:<br />
T<br />
(3.3.30)<br />
t<br />
i<br />
i =<br />
qi<br />
59
60 <strong>Indicatori</strong> <strong>statistici</strong> - 3<br />
q<br />
Ţinând seama că w<br />
i<br />
i = rezultă relaţia:<br />
Ti<br />
1<br />
(3.3.31)<br />
t i = .<br />
wi<br />
Având în vedere relaţia de invers proporţionalitate de mai sus şi faptul că<br />
productivitatea medie a fost calculată ca medie aritmetică ponderată, rezultă că pentru<br />
calculul consumului specific mediu se va folosi media armonică ponderată:<br />
(3.3.32)<br />
k<br />
∑ Ti<br />
k<br />
∑ Ti<br />
k<br />
∑ Ti<br />
t =<br />
i=<br />
1<br />
h<br />
k<br />
∑ qi<br />
i=<br />
1<br />
=<br />
i=<br />
1<br />
=<br />
i=<br />
1<br />
,<br />
k<br />
k<br />
1 1<br />
∑ qi<br />
ti<br />
∑ Ti<br />
t<br />
i=<br />
1 i t<br />
i=<br />
1 i<br />
Am văzut că x h= x -1 este mai mică decât media aritmetică. Dacă valorile<br />
caracteristicii X sunt egale, atunci cele două medii iau aceeaşi valoare.<br />
De asemenea, în situaţia când pentru o caracteristică nu se cunosc ponderile<br />
reale ale valorilor xi ci ponderile complexe ni xi, atunci cele două medii, aritmetică şi<br />
armonică au valori egale.<br />
Într-adevăr,<br />
k<br />
∑ ni<br />
xi<br />
k<br />
∑ ni<br />
xi<br />
(3.3.33) x<br />
i 1<br />
h =<br />
=<br />
k<br />
1<br />
∑ ni<br />
xi<br />
x<br />
i=<br />
1 i<br />
=<br />
i=<br />
1<br />
k<br />
∑ xi<br />
i=<br />
1<br />
= x ,<br />
În practică, atunci când se cunosc valorile caracteristici xi i = 1,<br />
k şi ponderile<br />
ni pot fi folosite oricare din mărimile medii, când însă se cunosc numai valorile xi şi<br />
ponderile complexe xi ni se aplică media armonică care, de asemenea este utilizată la<br />
calculul indicilor medii.<br />
Exemplul 2. Să presupunem că pentru efectuarea unei operaţii, un lucrător<br />
cheltuieşte 15 minute, iar altul 30 minute. Care este timpul mediu de lucru pentru<br />
această operaţie ?<br />
Dacă utilizăm media aritmetică, atunci timpul mediu consumat pentru operaţia<br />
dată este (30+15)/2 = 22,5 minute.<br />
Dacă utilizăm media armonică, atunci timpul mediu consumat pe această<br />
operaţie este:
1<br />
15<br />
2<br />
+<br />
1<br />
30<br />
20<br />
= 2 ⋅ = 20 minute.<br />
3<br />
3.3. – Mărimile medii<br />
Dacă acceptăm timpul mediu de lucru de 20 minute, atunci într-o oră cei doi<br />
60 60<br />
lucrători efectuează + = 6 operaţii. Dacă considerăm timpul mediu de lucru de<br />
20 20<br />
60 60<br />
22,5 minute, atunci cei doi lucrători efectuează într-o oră + = 5 operaţii.<br />
22,<br />
5 22,<br />
5<br />
60 60<br />
În realitate, într-o oră cei doi lucrători efectuează + = 6 operaţii.<br />
15 30<br />
Observăm că în acest caz este raţional să se calculeze media armonică pentru a stabili<br />
timpul mediu pe operaţie.<br />
Media geometrică, o notăm cu x g. Ea se calculează pe baza unei relaţii<br />
multiplicative între termenii unei serii statistice simple sau de frecvenţe<br />
Media geometrică x g reprezintă acea valoare a caracteristicii care, dacă ar<br />
înlocui fiecare valoare individuală din serie, produsul acestora nu s-ar modifica. Deci<br />
x g se defineşte prin relaţia:<br />
n<br />
(3.3.34)<br />
n<br />
∏ x i = xg<br />
⋅ xg<br />
⋅K<br />
⋅ xg<br />
= x g ,<br />
i=<br />
1<br />
de unde rezultă:<br />
1<br />
⎡ n ⎤ n<br />
(3.3.35)<br />
xg<br />
= ⎢∏<br />
xi<br />
⎥ ,<br />
⎢ ⎥<br />
⎣i<br />
= 1 ⎦<br />
relaţie valabilă pentru o serie simplă X: x1, x2, ..., xi, ..., xn.<br />
Pentru o serie de distribuţie de frecvenţe:<br />
⎛ x<br />
⎞<br />
⎜<br />
1,<br />
x 2,<br />
K,<br />
x k<br />
X :<br />
⎟<br />
⎝ n1,<br />
n 2 , K,<br />
n k ⎠<br />
se obţine:<br />
(3.3.36)<br />
1<br />
k<br />
∑ ni<br />
i=<br />
1<br />
⎡ k ⎤<br />
n<br />
x = ⎢ i<br />
g ∏ x ⎥ ,<br />
⎢<br />
i<br />
⎥<br />
⎣i<br />
= 1 ⎦<br />
61
62 <strong>Indicatori</strong> <strong>statistici</strong> - 3<br />
Utilizând proprietăţile logaritmului se obţine din (3.3.35) următoarea relaţie de<br />
definiţie a mediei geometrice x g:<br />
ln xi<br />
ln(<br />
x ) i<br />
g =<br />
n<br />
Calculul nivelului mediu al unei variabile statistice ca medie geometrică se<br />
efectuează numai atunci când operaţia de multiplicare între termenii seriei este<br />
posibilă şi are sens economic.<br />
Utilizarea mediei geometrice este indicată atunci când termenii seriei prezintă<br />
o concentrare către valorile cele mai mici sau când se urmăreşte să se dea o importanţă<br />
deosebită valorilor individuale reduse. Cel mai frecvent media geometrică se<br />
utilizează la calculul tendinţei centrale din seria indicilor de dinamică cu baza fixă şi<br />
mai ales mobilă.<br />
În mod evident, atunci când un termen al seriei statistice este zero, produsul<br />
din relaţia de definiţie (3.3.34) devine nul şi definiţia nu poate furniza informaţii utile.<br />
Exemplul 3. În trei ani consecutivi o întreprindere a realizat un profit de<br />
10 mil. lei, 20 mil. lei şi respectiv 160 mil. lei. Să se determine indicele mediu al<br />
profitului realizat.<br />
În anul al doilea profitul s-a dublat, iar în anul al treilea a crescut de 8 ori faţă<br />
de precedentul. Media aritmetică a indicelui de multiplicare ne arată că în medie<br />
2 + 8<br />
profitul s-a multiplicat de = 5 ori pe an. Acest rezultat nu concordă cu realitatea,<br />
2<br />
deoarece dacă multiplicăm pe 10 mil. lei prin 5 obţinem 250 mil. lei, profiturile<br />
corespunzătoare anului al doilea şi al treilea obţinute astfel sunt mult mai mari. Să<br />
utilizăm media geometrică. Vom avea xg = 2 ⋅ 8 = 4 . Prin multiplicarea cu 4<br />
obţinem pentru anul al doilea şi al treilea 40 mil. lei, respectiv 160 mil. lei, care oferă<br />
un rezultat mult mai apropiat de cel real şi putem considera ca indice mediu al<br />
profitului realizat I=4, ca un rezultat corect.<br />
În general, media geometrică se aplică atunci când fenomenul cercetat poate fi<br />
aproximat printr-o evoluţie exponenţială.<br />
3.4. <strong>Indicatori</strong> de poziţie<br />
De multe ori, informaţiile utile în fundamentarea deciziilor legate de seriile de<br />
repartiţie, le furnizează pe lângă indicatorii medii, indicatorii de poziţie, care reflectă<br />
forma în care se raportează unităţile colectivităţii cercetate, după caracteristica<br />
respectivă. În caracterizarea tendinţei centrale, în seriile de repartiţie rolul de valoare<br />
∑
3.4. – <strong>Indicatori</strong> de poziţie<br />
tipică poate fi jucat de indicatorii de poziţie: modul şi cuantile, care evidenţiază<br />
tendinţa de aglomerare, de concentrare a unităţilor după caracteristica studiată.<br />
Valoarea modală a caracteristicii numită şi valoare dominantă sau modul,<br />
reprezintă acea valoare a caracteristicii care corespunde celui mai mare număr de<br />
unităţi, sau acea valoare care are cea mai mare frecvenţă de apariţie.<br />
Pentru o repartiţie discretă, valoarea modală este uşor de stabilit prin simpla<br />
⎛ xi<br />
⎞<br />
examinare a şirului de frecvenţe X : ⎜<br />
n ⎟ . Valoarea modală a caracteristicii este<br />
⎝ i ⎠i<br />
= 1,<br />
k<br />
acea valoare individuală pentru care frecvenţa de apariţie este cea mai mare.<br />
De exemplu, pentru seria de frecvenţe<br />
X :<br />
⎛5<br />
⎜<br />
⎝1<br />
6<br />
1<br />
8<br />
3<br />
9<br />
2<br />
10⎞<br />
⎟<br />
1 ⎠<br />
modul este m0 = 8.<br />
Seria de repartiţie de mai sus este reprezentată grafic în fig.3.4.<br />
Fig.3.4<br />
În cazul seriilor de repartiţie pe intervale egale valoarea modală se obţine<br />
astfel: se identifică intervalul cu frecvenţă absolută sau relativă cea mai mare, apoi în<br />
intervalul modal se estimează valoarea modală.<br />
Estimarea valorii modale se efectuează în diferite variante:<br />
Dacă în cadrul intervalului modal frecvenţele sunt distribuite simetric sau<br />
aproximativ simetric, atunci modul coincide cu centrul intervalului modal.<br />
Dacă repartiţia frecvenţelor în cadrul intervalului modal nu este simetrică,<br />
atunci se calculează mai întâi diferenţele:<br />
∆1 – diferenţa dintre frecvenţa intervalului modal şi frecvenţa intervalului<br />
premodal (precedent);<br />
∆2 – diferenţa dintre frecvenţa intervalului modal şi cea a intervalului<br />
postmodal (următor).<br />
63
64 <strong>Indicatori</strong> <strong>statistici</strong> - 3<br />
Dacă intervalul modal este [xi, xi+1] de lungime hi = xi+1 – xi, atunci valoarea<br />
modală (modul) seriei statistice este dat prin:<br />
∆<br />
m<br />
1<br />
0 = xi<br />
+ hi<br />
∆1<br />
+ ∆2<br />
Exemplul 1. Distribuţia a 50 de unităţi după volumul încasărilor lunare este<br />
dată în tabelul 3.3.<br />
Grupe de unităţi<br />
după volumul<br />
încasărilor<br />
Număr de<br />
unităţi ni<br />
Centrul de<br />
interval xi<br />
Număr de unităţi<br />
cumulate crescător<br />
Tabelul 3.3.<br />
Observaţii<br />
100 - 150 3 125 3<br />
150 - 200 12 175 15<br />
200 - 250 17 225 32 Interval modal<br />
250 - 300 8 275 40<br />
300 – 350 4 325 44<br />
350 - 400 6 375 50<br />
Valoarea modală a încasărilor lunare sau încasarea lunară cea mai frecventă<br />
este dată aproximativ prin:<br />
17 −12<br />
m0 = 200 + 50<br />
= 218<br />
( 17 −12)<br />
+ ( 17 − 8)<br />
În mod asemănător cu valoarea modală se defineşte valoarea antimodală cu<br />
cea mai mică frecvenţă sau cea mai puţin probabilă.<br />
Modul are avantajul că se determină rapid şi are o semnificaţie simplă. Pe<br />
graficul repartiţiei statistice valoarea modală corespunde punctului de pe abscisă, în<br />
care graficul îşi atinge maximul.<br />
În practică există serii de distribuţie multimodale, adică se determină mai<br />
multe valori modale (pe grupe), de obicei ele nu pot fi sintetizate într-o singură<br />
valoare modală cu semnificaţie pentru întreaga colectivitate.<br />
În unele situaţii practice valoarea modală furnizează informaţii mai utile decât<br />
valoarea medie, de exemplu în lansarea unui tip de confecţie pe piaţă este importantă<br />
cunoaşterea valorii modale, pe când o valoare medie este lipsită de semnificaţie.<br />
Cuantilele indică o divizare a distribuţiei observaţiilor într-un număr oarecare<br />
de părţi. Ele sunt indicatori care descriu poziţiile particulare din cadrul seriilor de<br />
distribuţie statistică.
3.4. – <strong>Indicatori</strong> de poziţie<br />
Cuantilele de ordinul r (r∈∠) le notăm cu Cr, ele fiind valori ale caracteristicii<br />
1<br />
urmărite, care împart distribuţia observaţiilor în r părţi egale, care au acelaşi efectiv<br />
r<br />
din numărul total al observaţiilor.<br />
Cele mai frecvent utilizate cuantile sunt:<br />
- cuantila de ordinul 2 (r=2), numită şi mediana (me);<br />
- cuantila de ordinul 4, Qi, i=1,2,3 (numită simplu cuantilă);<br />
- cuantilele de ordinul 10 (r=10) cunoscute şi sub numele de centile.<br />
În mod evident, cuantilele de ordin superior r ≥ 4 se calculează în cazul<br />
distribuţiilor cu număr mare de grupe sau clase de valori individuale.<br />
Mediana (me) reprezintă acea valoare a caracteristicii localizată în mijlocul<br />
seriei sau repartiţiei statistice cu valori individuale aranjate în ordine crescătoare sau<br />
descrescătoare. Cu alte cuvinte, mediana împarte numărul unităţilor investigate în<br />
două părţi egale, una conţinând unităţile cu valori ale caracteristicii inferioare<br />
medianei, iar cealaltă parte unităţile populaţiei cu valori ale caracteristicii superioare<br />
medianei.<br />
Deoarece<br />
( x ≤ m ) = P(<br />
x ≥ m )<br />
P i e i e<br />
mediana se mai numeşte şi valoare echiprobabilă a caracteristicii.<br />
Am văzut că determinarea medianei presupune ordonarea crescătoare sau<br />
descrescătoare a valorilor individuale ale caracteristicii.<br />
Să considerăm o serie statistică simplă X: x1, x2, ..., xn ordonată crescător.<br />
Dacă seria are un număr impar de termeni, atunci mediana me este valoarea de rang<br />
n + 1<br />
din serie, adică:<br />
2<br />
m<br />
e<br />
= x<br />
n<br />
De exemplu, dacă avem X: 5, 6, 12, 20, 25, 28, 50, atunci me=20.<br />
Dacă seria este formată dintr-un număr par de termeni, atunci mediana se<br />
determină, în mod convenţional, ca valoare medie (media aritmetică) a valorilor<br />
n n<br />
individuale de rang şi +1, adică:<br />
2 2<br />
+ 1<br />
x⎡<br />
n ⎤ + x⎡<br />
n ⎤<br />
⎢ + 1<br />
2 ⎥ ⎢ 2 ⎥<br />
⎣ ⎦ ⎣ ⎦<br />
me<br />
= .<br />
2<br />
2<br />
=<br />
1<br />
2<br />
65
66 <strong>Indicatori</strong> <strong>statistici</strong> - 3<br />
n<br />
De exemplu, pentru seria X: 5, 8, 15, 25, 30, 37, 45, 51; n=8, =4,<br />
2<br />
x x 25 30<br />
m<br />
4 + 5 +<br />
e = = = 27,<br />
5 .<br />
2 2<br />
Observăm că în cazul seriei simple cu număr impar de valori individuale,<br />
mediana respectă exact definiţia dată, iar în cazul numărului par de valori, mediana<br />
este stabilită convenţional ca să aproximeze definiţia dată. În acest caz mediana poate<br />
să nu fie o valoare individuală a seriei date.<br />
În cazul seriei de distribuţie de frecvenţe pe variante distincte, semnificaţia<br />
valorii mediane este afectată de metoda sa de calcul. În acest caz valoarea mediană<br />
este acea valoare individuală a caracteristicii care corespunde primei frecvenţe care<br />
k<br />
∑ ni<br />
+ 1<br />
prin cumulare ascendentă depăşeşte i=<br />
1<br />
2<br />
Exemplul 2. În urma controlului de calitate a 100 loturi de aparate<br />
electrotehnice s-au înregistrat datele prezentate în tabelul 3.4.<br />
Număr de aparate cu<br />
defecţiuni xi<br />
0<br />
1<br />
2<br />
3<br />
4<br />
5<br />
Număr de loturi de aparate<br />
ni<br />
15<br />
25<br />
30<br />
15<br />
10<br />
5<br />
Tabelul 3.4.<br />
Număr cumulat crescător<br />
de loturi<br />
15<br />
40<br />
70<br />
85<br />
95<br />
100<br />
Total 100 -<br />
6<br />
∑ ni<br />
+ 1<br />
i=<br />
1 100 + 1<br />
= = 50,<br />
5 . 70 este prima frecvenţă cumulată crescător care<br />
2 2<br />
depăşeşte 50,5. Deci numărul median de aparate defecte este m=2. Observăm însă că<br />
valoarea mediană m=2 nu împarte seria în două părţi egale, numai 40% din loturi au<br />
un număr de defecte mai mic decât 2 şi nu 50% cum ar fi trebuit conform definiţiei. În<br />
asemenea situaţii mediana nu reprezintă o valoare tipică pentru caracterizarea tendinţei<br />
centrale de repartiţie şi sunt indicate alte mărimi ale tendinţei centrale.
3.4. – <strong>Indicatori</strong> de poziţie<br />
În cazul distribuţiei de frecvenţe, pe intervale, valoarea mediană se determină<br />
în intervalul median, în mod aproximativ printr-un procedeu de interpolare liniară în<br />
ipoteza repartizării uniforme (după o anumită lege de repartiţie) a frecvenţelor în<br />
intervalul median.<br />
În acest caz se parcurg următoarele etape:<br />
Se determină mai întâi intervalul median ca fiind intervalul care corespunde<br />
k<br />
∑ ni<br />
+ 1<br />
primei frecvenţe cumulate crescător ce depăşeşte<br />
i=<br />
1<br />
.<br />
2<br />
În cadrul intervalului median valoarea mediană se poate determina prin<br />
formula de interpolare:<br />
k i 1<br />
1 ⎛ ⎞ −<br />
⎜<br />
∑ n j + 1⎟<br />
− n j<br />
2 ⎜ ⎟ ∑<br />
j=<br />
1 j=<br />
1<br />
me<br />
= xi<br />
+ h<br />
⎝ ⎠<br />
i<br />
ni<br />
unde [xi, xi+1] este intervalul median, iar hi=xi+1-xi este lungimea acestuia.<br />
De exemplu, pe baza datelor din Exemplul 1 obţinem:<br />
25,<br />
5 −15<br />
me = 200 + 50 ≈ 231 mii lei<br />
17<br />
ceea ce semnifică faptul că 50% din unităţi au încasări mai mici de 321 mii lei, iar<br />
50% au încasări mai mari de 251 mii lei.<br />
În mod asemănător se calculează mediana în cazul seriilor de distribuţie de<br />
frecvenţe relative.<br />
Prin generalizarea metodologiei de determinare a medianei se obţin procedee<br />
de calcul a cuantilelor de ordinul r ≥ 4.<br />
Poziţiile pe care le ocupă în cadrul unei serii de valori, media aritmetică,<br />
valoarea modală şi mediana conduc la informaţii utile asupra formei de distribuţie a<br />
unităţilor colectivităţii după caracteristica analizată.<br />
Dacă x = m0 = me, atunci distribuţia frecvenţelor este simetrică.<br />
Dacă distribuţia este unimodală uşor asimetrică, atunci frecvenţele sunt uşor<br />
deplasate într-o parte sau alta. În acest caz între cei trei indicatori ai tendinţei centrale<br />
există, după o concluzie empirică, o relaţie de forma:<br />
x - m0 = 3( x - me)<br />
În funcţie de diferitele cazuri particulare unul din cei trei indicatori ai tendinţei<br />
centrale: medie, valoare modală, mediană, poate să aibă o semnificaţie mai puternică.<br />
67
68 <strong>Indicatori</strong> <strong>statistici</strong> - 3<br />
Fie seria X: 2, 4, 4, 8, 9, 10, 1000; în această serie, media aritmetică nu este<br />
semnificativă, fiind afectată de o valoare foarte mare faţă de celelalte; o mai bună<br />
semnificaţie este oferită de mediană.<br />
Pentru angajaţii unei întreprinderi au semnificaţii diferite, din puncte de<br />
vedere diferite, salariul mediu şi salariul modal. Conducerea este interesată în a<br />
considera ca tendinţă salariul mediu. Cum acesta este afectat de salariile mari din<br />
întreprindere, sindicatul muncitorilor consideră că situaţia veniturilor angajaţilor este<br />
mai realist reflectată de salariul modal.<br />
Din cele de mai sus reiese că în analiza tendinţei centrale a unei serii de date,<br />
după calculul indicatorilor corespunzători, trebuie acordată o atenţie deosebită acelora<br />
cu cea mai reprezentativă încărcătură informaţională, care reflectă şi gradul de<br />
împrăştiere (variaţie) a valorilor individuale.