因子分析的基本思想、基本步驟、數(shù)學模型及求解

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1、一、因子分析1因子分析的基本思想1.1因子分析的基本出發(fā)點將原始指標綜合成較少的指標,這些指標能夠反映原始指標的絕大部分信息(方差),這些綜合指標之間沒有相關(guān)性。1.2因子變量的特點(1)這些綜合指標稱為因子變量,是原變量的重造;(2)個數(shù)遠遠少于原變量個數(shù),但可反映原變量的絕大部分方差;(3)不相關(guān)性;(4)可命名解釋性。2因子分析的基本步驟(1)確認待分析的原始變量是否適合作因子分析;(2)構(gòu)造因子變量;(3)利用旋轉(zhuǎn)方法使因子變量具有可解釋性;(4)計算每個樣本的因子變量得分。3因子分析的數(shù)學模型數(shù)學模型(xi為標準化的原始變量;Fi為因子變量;k

2、X=AF+εF:因子變量;A:因子載荷陣;aij:因子載荷;ε:特殊因子。4因子分析的相關(guān)概念(1)因子載荷在因子變量不相關(guān)的條件下,aij就是第i個原始變量與第j個因子變量的相關(guān)系數(shù)。aij絕對值越大,則Xi與Fi的關(guān)系越強。(2)變量的共同度(Communality)也稱公共方差。Xi的變量共同度為因子載荷矩陣A中第i行元素的平方和??梢姡篨i的共同度反應了全部因子變量對Xi總方差的解釋能力。(3)因子變量Fj的方差貢獻因子變量Fj的方差貢獻為因子載荷矩陣A中第j列各元素的平方和可見:因子變量Fj的方差貢獻體現(xiàn)了同一因子Fj對原始所有變量總方差的解釋能力,Sj/p表示了第j個因子

3、解釋原所有變量總方差的比例。5原有變量是否適合作因子分析計算原有變量的相關(guān)系數(shù)矩陣,一般小于0.3就不適合作因子分析。6確定因子變量--主成份分析6.1主成份分析法的數(shù)學模型將原有的P個相關(guān)變量Xi作線性變換后轉(zhuǎn)成另一組不相關(guān)的變量Yi該方程組要求:系數(shù)uij依照兩個原則來確定:yi與yj(i≠j,i,j=1,2,3,…p)互不相關(guān);y1是x1,x2,x3,…,xp的一切線性組合(系數(shù)滿足上述方程組)中方差最大的;y2是與y1不相關(guān)的x1,x2,x3,…,xp的一切線性組合中方差次大的;yP是與y1,y2,y3,…yp都不相關(guān)的x1,x2,x3,…,xp的一切線性組合中方差最小的;y

4、1在總方差中所占比例最大,它綜合原有變量的能力最強,其余變量在總方差中所占比例依次遞減,即:其余變量綜合原有變量的能力依次減弱。6.2主成份分析的基本步驟(1)將原始數(shù)據(jù)標準化;(2)計算變量間簡單相關(guān)系數(shù)矩陣R;(3)求R的特征值λ1≥λ2≥λ3≥…λp≥0及對應的單位特征向量μ1,μ2,μ3,…μp;(4)得到:yi=u1ix1+u2ix2+…+upixp6.3確定因子變量—計算因子載荷7確定因子變量個數(shù)確定k個因子變量(1)根據(jù)特征值λi確定:取特征值大于1的特征根;(2)根據(jù)累計貢獻率:一般累計貢獻率應在70%以上;(3)通過觀察碎石圖的方式確定因子變量的個數(shù)。8因子變量的命

5、名解釋(1)發(fā)現(xiàn):aij的絕對值可能在某一行的許多列上都有較大的取值,或aij的絕對值可能在某一列的許多行上都有較大的取值。(2)表明:某個原有變量xi可能同時與幾個因子都有比較大的相關(guān)關(guān)系,也就是說,某個原有變量xi的信息需要由若干個因子變量來共同解釋;同時,雖然一個因子變量可能能夠解釋許多變量的信息,但它卻只能解釋某個變量的一少部分信息,不是任何一個變量的典型代表。(3)結(jié)論:因子變量的實際含義不清楚通過某種手段使:每個變量在盡可能少的因子上又比較高的載荷,即:在理想狀態(tài)下,讓某個變量在某個因子上的載荷趨于1,而在其他因子上的載荷趨于0。這樣:一個因子變量就能夠成為某個變量的典型

6、代表,它的實際含義也就清楚了。9計算因子得分因子得分是因子變量構(gòu)造的最終體現(xiàn)?;舅枷耄菏菍⒁蜃幼兞勘硎緸樵凶兞康木€性組合,即:通過因子得分函數(shù)計算因子得分。因子得分可看作各變量值的權(quán)數(shù)總和,權(quán)數(shù)的大小表示了變量對因子的重要程度。10因子分析的基本步驟(1)菜單選項:analyze->DataReduction->Factor;(2)選擇參與因子分析的變量到Variables框;(3)Discriptive:分析是否適合做因子分析;(4)Extraction:選擇構(gòu)造因子變量的方法,默認主成分分析法。Extract框:指定確定因子個數(shù)的標準;(5)Rotation:擇因子載荷矩陣的

7、旋轉(zhuǎn)方法。默認是不進行旋轉(zhuǎn)。一般可以選擇Varimax選項采用方差極大法旋轉(zhuǎn)。(6)Scores:Saveasvariables:將因子得分存成一個名為FACn_m的SPSS變量中,其中:n是因子變量的名,以數(shù)字序號的形式表示;m表示是第幾次作的。Displayfactorscorecoefficientmatrix項表示:以矩陣的形式輸出因子得分函數(shù)。Method框中提供了估計因子得分的幾種方法。

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