Теория вероятности

Визуализация и чтение графиков

Самые частые задачи — «сопоставьте график с данными» и «какой вывод следует из графика». Здесь собраны типы графиков и то, на что в них смотреть.

Гистограмма

По горизонтали — интервалы значений (бины), по вертикали — сколько наблюдений попало в каждый интервал. Это не столбчатая диаграмма: у гистограммы ось X непрерывная, и столбцы стоят вплотную.

  • Симметричная — среднее ≈ медиане.
  • Скошенная вправо (длинный хвост справа: доходы, цены) — среднее > медианы.
  • Бимодальная (два горба) — обычно в данных смешаны две группы, например рост мужчин и женщин.
  • Равномерная — все столбцы примерно одной высоты.

Ящик с усами (box-plot)

  • Нижняя и верхняя границы ящика — Q1 и Q3. Высота ящика — межквартильный размах (IQR).
  • Линия внутри ящика — медиана.
  • Усы обычно идут до самого крайнего значения, которое не дальше 1,5·IQR от границ ящика.
  • Точки за усами — выбросы.

Как сопоставить гистограмму и box-plot

  1. Сравните размах: где минимум и максимум.
  2. Найдите медиану на гистограмме: слева от неё половина площади.
  3. Скошенность: длинный хвост на гистограмме соответствует длинному усу или точкам-выбросам с той же стороны, а медиана в ящике сдвинута к короткой стороне.
  4. Если у одной гистограммы все значения собраны в узком диапазоне, ей соответствует узкий ящик.

Диаграмма рассеяния

Каждая точка — объект, оси — два признака. На диаграмме видно направление связи, её силу (насколько плотно точки ложатся вдоль линии), форму (прямая, кривая, насыщение) и выбросы. Иногда добавляют третий и четвёртый признак через размер и цвет точек: размер — население страны, цвет — регион.

Как сопоставить с коэффициентом корреляции, разобрано на странице про корреляцию.

Логарифмическая шкала

На логарифмической оси одинаковые расстояния соответствуют одинаковым отношениям: от 1000 до 10 000 столько же, сколько от 10 000 до 100 000.

  • Используют, когда значения различаются в сотни раз: ВВП на душу населения, население стран.
  • Прямая линия на графике «лог-шкала по X, обычная по Y» означает, что каждое удвоение X добавляет к Y одно и то же число. Например, удвоение дохода добавляет одинаковое число лет жизни.
  • Прямая на графике с логарифмической осью Y по времени означает рост с постоянным процентом.

Ловушка

На лог-шкале «на глаз одинаковые» расстояния — это разное число абсолютных единиц. Перед выводом всегда смотрите подписи делений.

Другие частые графики

  • Возрастная пирамида — две гистограммы (мужчины и женщины), повёрнутые горизонтально. Широкое основание — высокая рождаемость, «провалы» — малочисленные поколения, которые сдвигаются вверх со временем.
  • Функция распределения (накопленная доля) — график возрастает от 0 до 1. Значение в точке x — доля объектов со значением не больше x. Медиана — там, где график пересекает 0,5.
  • Графики с двумя осями Y — обязательно проверьте, к какой оси относится каждая линия.
  • Накопленные столбцы — сравнивать легко только нижний сегмент и общую высоту.

Обманчивые графики

  • Ось Y начинается не с нуля: разница кажется огромной.
  • Неравные интервалы по оси X.
  • Абсолютные числа вместо долей при сравнении групп разного размера.
  • Подобранный интервал времени: «рост за месяц» на фоне падения за год.

Ещё примеры

На box-plot медиана близко к Q1, а верхний ус длинный. Как выглядит гистограмма?

Она скошена вправо: основная масса значений слева, длинный хвост справа, среднее больше медианы.

На графике функции распределения значение в точке 50 000 ₽ равно 0,7. Что это значит?

У 70% объектов значение не больше 50 000 ₽. Значит, 50 000 ₽ — это 70-й процентиль.