← Ünite 10
İstatistik Analiz

Ünite 10: Basit Regresyon ve Korelasyon Analizi – Temel Kavramlar ve Korelasyon Analizi

Basit Regresyon ve Korelasyon Analizi – Temel Kavramlar ve Korelasyon Analizi - kaynak sayfa görseli
Kaynak: ders kitabı, sayfa 183
Su Molekülünün Oluşumu ve Deterministik İlişki
2 hidrojen ve 1 oksijen atomunun birleşmesiyle 1 molekül su oluşur. Bu ilişki mutlak kesinlik içinde cereyan eder ve herhangi bir tahmin barındırmadığı için deterministik ilişkiye kusursuz bir örnektir.
İstanbul Vapur Yolcusu ve Evlenme Sayısı Örneği
İstanbul'da son 10 yılda şehir hatları vapurlarının yolcu sayıları ile evlenme sayısı arasında yüksek pozitif korelasyon çıkabilir; ancak bu durum asıl olarak ortak faktör olan 'nüfus artışı' nedeniyle ortaya çıkan mantıksız bir yanılsamadır.
Reklam Harcamaları ve Satış Analizi (2013-2016)
Bir firmanın 2013-2016 yıllarındaki reklam harcamaları ile satışları incelendiğinde korelasyon katsayısı r = +0,9859 (yani %98,59) olarak hesaplanmış ve reklam ile satışların birlikte çok güçlü arttığı görülmüştür.
Gübre Kullanımı ve Buğday Üretimi Uygulaması
5 farklı ekim alanındaki gübre miktarı (Xi) ile buğday üretimi (Yi) verileri incelendiğinde korelasyon katsayısı r = +0,9279 olarak bulunmuş, bu da gübre kullanımı ile buğday üretimi arasında %92,79 oranında güçlü pozitif ilişki olduğunu kanıtlamıştır.

Anahtar Kavramlar

Kollektif OlayÇeşitli faktörlerin etkisiyle farklı sonuçlar alabilen ve istatistiğin temel inceleme konusunu oluşturan olaylardır. Örneğin, aynı matematik notuna sahip öğrencilerin istatistik dersinden farklı notlar alması kollektif olayların doğasındandır.
Deterministik İlişkiİki değişken arasında mutlak kesinlik içinde gerçekleşen ve hata payı barındırmayan ilişkidir. Örneğin kimyasal tepkimelerde hidrojen ve oksijenin birleşerek su oluşturması deterministik bir ilişki gösterir.
Stokastik İlişkiİki değişken arasında mutlak kesinlik yerine olasılık kuralları çerçevesinde gerçekleşen ilişkidir. Kollektif olayların doğasında bulunur; örneğin kilo ile diyabet arasındaki ilişki pek çok dış faktör nedeniyle stokastiktir.
İlişkinin YönüAralarında ilişki düşünülen iki değişkenin aynı yönde mi yoksa zıt yönde mi değiştiğini ifade eder. Örneğin gelir ile tüketim pozitif yönlü, fiyat ile talep ise negatif yönlü ilişkiye sahiptir.
Pozitif Yönlü İlişkiİki değişkenden biri artarken diğerinin de artması veya biri azalırken diğerinin de azalması durumudur. Gelir arttıkça tasarrufun da artması pozitif yönlü ilişkiye örnek olarak gösterilebilir.
Negatif Yönlü İlişkiİki değişkenden biri artarken diğerinin azalması veya biri azalırken diğerinin artması durumudur. Malın fiyatı arttıkça talep edilen miktarın azalması negatif yönlü bir ilişkidir.
İlişkinin Derecesiİki değişken arasındaki ilişkinin ne derece güçlü veya zayıf olduğunu belirten ölçüttür. Örneğin gelir ile tüketim arasındaki ilişkinin derecesi, gelir ile tasarruf arasındaki ilişkiden daha güçlüdür.
İlişkinin Fonksiyonel Şekliİki değişken arasındaki ilişkinin hangi matematiksel fonksiyona uygun olduğunu ifade eden özelliktir. İlişkinin doğrusal olup olmadığını belirlemede serpilme diyagramlarından yararlanılır.
Serpilme DiyagramıX ve Y eksenli kartezyen koordinat sisteminde iki değişkenin karşılıklı gözlem değerlerinin nokta olarak işaretlenmesiyle oluşan grafiktir. İlişkinin varlığı, yönü, derecesi ve fonksiyonel şekli hakkında bilgi verir.
Basit Korelasyon AnaliziAralarında ilişki olduğu düşünülen en az aralık veya oran ölçeğinde toplanmış iki değişkenin birlikte değişme derecesini ölçen analiz yöntemidir. Değişkenlerin gözlem değerlerinin birlikte değişim seyrini inceler.
Basit Korelasyon Katsayısı (r)İki değişkenin birlikte değişme derecesini ve yönünü ölçen, -1 ile +1 arasında değer alabilen istatistiki ölçüttür. Örneğin reklam harcamaları ile satışlar arasındaki r = +0,9859 değeri çok güçlü pozitif ilişkiyi gösterir.
Çoklu Korelasyon Katsayısı (R)Birden fazla bağımsız değişkenin bir bağımlı değişkenle olan ortak birlikte değişme derecesini ölçmek için kullanılan katsayıdır. Kitap kapsamında yalnızca basit korelasyon katsayısı ele alınmıştır.
Hata PayıStokastik modellerde, model içine dahil edilemeyen ve model dışında kalan tüm ilişkili değişkenlerin yarattığı, olasılık kuralları gereği ortaya çıkan sapma unsurudur.
Sebep Değişken (X)Regresyon ve korelasyon analizlerinde etki eden, bağımsız rol üstlenen ve X sembolü ile gösterilen değişkendir. Örneğin reklam harcamaları satışlar için sebep değişkendir.
Sonuç Değişken (Y)Analizlerde sebep değişkenin etkisiyle ortaya çıkan, bağımlı konumda olan ve Y sembolü ile gösterilen değişkendir. Örneğin buğday üretimi, gübre kullanımının bir sonucu olarak Y ile ifade edilir.
Simetriklik ÖzelliğiKorelasyon katsayısının hesaplanmasında X ve Y değişkenlerinin yer değiştirmesinin katsayı değerini değiştirmemesi durumudur; yani r(Y/X) her zaman r(X/Y)'ye eşittir.
Ortalamadan Sapmalar YöntemiDeğişkenlerin aritmetik ortalamalarından her bir gözlem değerinin farkı alınarak korelasyon katsayısının hesaplanmasında kullanılan pratik yöntemdir. Özellikle ortalamaların tam sayı olduğu durumlarda tercih edilir.
Belirlilik / Belirsizlik DurumuKorelasyon katsayısının 0 çıkması iki değişken arasında doğrusal ilişki olmadığını, +1 veya -1 çıkması ise deterministik tam ilişki olduğunu gösteren durumdur.

Diğer Önemli Bilgiler

Gelir ile Tüketim ve Tasarruf İlişkisi

İktisat teorisine göre gelir arttıkça tüketim de artar. Memur veya işçiler harcama yaparken öncelikle gelirlerini kullanır, gelir yetersizse tasarruflarına başvurur; bu nedenle gelir ile tüketim arasındaki ilişkinin derecesi, gelir ile tasarruf ilişkisinden daha güçlüdür.

Fiyat ile Talep Arasındaki Negatif İlişki

Ekonomi teorisinde bir malın fiyatı arttıkça o mala olan talep azalır, fiyatı düştüğünde ise talep artar. Bu durum değişkenlerin zıt yönlü değiştiğini gösteren negatif (-) korelasyona klasik bir örnektir.

İkiz Çocukların Gelişim Süreci Örneği

Aynı anne babadan, aynı koşullarda ve aynı eğitim sürecinde dünyaya gelen ikiz çocukların bile davranışlarının ve başarılarının bire bir aynı olmaması, kollektif olayların stokastik yapısını ve tam kesinliğin olmadığını gösterir.

Kutuplardaki Penguen Sayısı ve Patates Üretimi

Gerçekte aralarında hiçbir mantıksal veya teorik bağ bulunmayan kutuplardaki penguen sayısı ile patates üretimi arasında sırf sayısal serilerin benzer seyri yüzünden yüksek korelasyon çıkabilmesi, korelasyonda mantıksal bağın önemini vurgular.

Ortalamadan Sapmalar Toplamı Kuralı

İstatistik teorisinde herhangi bir serinin gözlem değerlerinin aritmetik ortalamadan sapmaları toplamı sıfırdır [Σ(Xi - X_bar) = 0]; bu kural korelasyon formülünün pay kısmında sapmaların ayrı ayrı çarpılıp toplanmasını zorunlu kılar.

Korelasyon Katsayısının Sınır Değerleri

Basit korelasyon katsayısı (r) matematiksel olarak -1 ile +1 arasında değer alır. Katsayının mutlak değer olarak 1'e yaklaşması ilişkinin güçlü olduğunu, 0'a yaklaşması ise doğrusal ilişkinin zayıfladığını gösterir.

Gübre-Buğday Örneğinde Gözlem Sayısı (n=5)

Gübre kullanımı ile buğday üretimi arasındaki ilişkide gözlem sayısı n=5 olarak alınmış, toplam gübre miktarı 100 ve toplam buğday üretimi 500 birim olarak tablo üzerinden formüllere aktarılmıştır.

Reklam Harcamaları Örneğinde Gözlem Sayısı (n=4)

2013-2016 yıllarını kapsayan 4 yıllık dönemde reklam harcamaları toplamı 60, satışlar toplamı 400 birim olarak gerçekleşmiş ve bu verilerle r = +0,9859 katsayısına ulaşılmıştır.

Korelasyon Katsayısının Simetrik Yapısı

X değişkeni sebep, Y değişkeni sonuç kabul edildiğinde hesaplanan korelasyon katsayısı (r(Y/X)), tam tersi durumda yani Y sebep X sonuç alındığında hesaplanan katsayıya (r(X/Y)) eşittir; bu durum katsayının simetrik olduğunu kanıtlar.

Sınavda Dikkat Et

  • Korelasyon katsayısının her zaman -1 ile +1 arasında değer aldığını unutmayın; bu sınırların dışındaki seçenekler kesinlikle yanlıştır.
  • Korelasyon katsayısının 0 çıkmasının 'ilişki yok' anlamına gelmediğini, 'doğrusal ilişki yok' anlamına geldiğini sınavda karıştırmayın.
  • Korelasyon analizinde sebep-sonuç ayrımı olmadığını (katsayının simetrik olduğunu, r(Y/X) = r(X/Y)) ancak regresyon analizinde X (sebep) ve Y (sonuç) ayrımının şart olduğunu unutmayın.
  • Ortalamadan sapmalar formülünün pay kısmında sapmaların toplamlarının değil, (Xi - X_bar) ile (Yi - Y_bar) ikililerinin karşılıklı çarpımlarının toplamının alındığına dikkat edin.
  • İki değişken arasında korelasyon bulmanın tek başına nedensellik (sebep-sonuç) anlamına gelmediğini (vapur-evlilik örneğinde olduğu gibi mantıksal bağ şartını) sınavlarda göz önünde bulundurun.
  • Deterministik ilişkinin yalnızca pozitif (fizik/kimya gibi) bilimlerde ve mutlak kesinlikte (+1 veya -1) gerçekleştiğini, istatistiğin konusunun ise kollektif olaylardaki stokastik ilişkiler olduğunu unutmayın.