2025年統(tǒng)計(jì)學(xué)專業(yè)期末考試：統(tǒng)計(jì)學(xué)可視化在金融領(lǐng)域的應(yīng)用試題考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請將正確選項(xiàng)的代表字母填入題干后的括號內(nèi)。）1.在金融領(lǐng)域，用于展示不同證券類別（如股票、債券、商品）投資回報(bào)率分布情況的圖表，最適合選用：(A)折線圖(B)散點(diǎn)圖(C)箱線圖(D)餅圖2.以下哪種統(tǒng)計(jì)可視化方法最適合用于直觀展示多個(gè)股票價(jià)格隨時(shí)間變化的趨勢，并比較它們之間的相對波動(dòng)性？(A)熱力圖(B)分組柱狀圖(C)并行坐標(biāo)圖(D)雷達(dá)圖3.當(dāng)分析師需要檢測金融時(shí)間序列數(shù)據(jù)中是否存在顯著的異常值或突變點(diǎn)時(shí)，除了箱線圖，還可以考慮使用：(A)核密度估計(jì)圖(B)自相關(guān)函數(shù)圖(C)累積分布函數(shù)圖(D)簡單移動(dòng)平均線圖4.在進(jìn)行股票收益率與某個(gè)宏觀經(jīng)濟(jì)指標(biāo)（如GDP增長率）的相關(guān)性分析時(shí)，如果數(shù)據(jù)點(diǎn)呈現(xiàn)明顯的線性關(guān)系，則以下哪種可視化方法最為直觀？(A)散點(diǎn)圖(B)聯(lián)合分布圖（含邊際分布）(C)平行坐標(biāo)圖(D)熱力圖5.對于包含大量維度（如數(shù)十個(gè)財(cái)務(wù)指標(biāo)）的金融資產(chǎn)數(shù)據(jù)，用于探索不同資產(chǎn)在這些維度上的相似性的可視化技術(shù)是：(A)主成分分析（PCA）散點(diǎn)圖(B)箱線圖矩陣(C)散點(diǎn)圖矩陣(D)熱力圖6.在金融風(fēng)險(xiǎn)價(jià)值（VaR）的可視化中，除了展示VaR預(yù)測值，通常還會用圖表展示：(A)歷史實(shí)際損失分布(B)市場指數(shù)走勢(C)交易員交易記錄(D)公司財(cái)務(wù)報(bào)表7.以下哪個(gè)庫/工具在Python中主要用于創(chuàng)建靜態(tài)、動(dòng)態(tài)和交互式圖表，特別適合進(jìn)行數(shù)據(jù)可視化？(A)Pandas(B)NumPy(C)Matplotlib(D)Scikit-learn8.在金融欺詐檢測中，可視化技術(shù)可以幫助識別哪些模式？(A)交易金額的分布(B)交易時(shí)間序列的異常波動(dòng)(C)欺詐行為與正常行為的特征差異(D)以上都是9.構(gòu)建一個(gè)有效的金融數(shù)據(jù)可視化圖表，首要考慮的原則是：(A)圖表顏色要盡可能鮮艷奪目(B)圖表必須包含所有可能的數(shù)據(jù)維度(C)清晰、準(zhǔn)確、有效地傳達(dá)核心信息(D)圖表設(shè)計(jì)要完全符合設(shè)計(jì)師的個(gè)人審美10.對于股票市場的日內(nèi)價(jià)格變動(dòng)數(shù)據(jù)，如果想觀察價(jià)格在不同時(shí)間點(diǎn)的分布情況，可以使用：(A)折線圖(B)箱線圖(C)小提琴圖(D)條形圖二、填空題（每空2分，共20分。請將答案填入題干橫線上。）1.統(tǒng)計(jì)可視化是將__________通過圖形、圖像等方式進(jìn)行表達(dá)的過程，旨在增強(qiáng)數(shù)據(jù)的可理解性。2.在金融分析中，散點(diǎn)圖常用于探究兩個(gè)變量之間的__________關(guān)系。3.對于高維金融數(shù)據(jù)降維以便可視化的常用統(tǒng)計(jì)方法包括__________和因子分析等。4.可視化圖表的“可讀性”包括圖形的清晰度、坐標(biāo)軸的標(biāo)注完整性以及必要的__________標(biāo)注。5.在投資組合分析中，氣泡圖可以用來同時(shí)展示多個(gè)投資組合的__________、__________和風(fēng)險(xiǎn)水平。6.處理金融時(shí)間序列數(shù)據(jù)可視化時(shí)，需注意數(shù)據(jù)的__________，確保圖表反映真實(shí)的趨勢和模式。7.“數(shù)據(jù)故事化”在金融可視化中的應(yīng)用，意味著通過一系列相關(guān)的圖表來引導(dǎo)觀眾理解數(shù)據(jù)背后的__________和__________。8.使用Tableau等商業(yè)智能工具進(jìn)行金融數(shù)據(jù)可視化，其優(yōu)勢在于提供了豐富的交互式功能，便于用戶進(jìn)行__________探索。9.統(tǒng)計(jì)學(xué)中的假設(shè)檢驗(yàn)結(jié)果可以通過__________或__________等圖表形式進(jìn)行直觀展示。10.避免在金融可視化中使用誤導(dǎo)性圖表，例如注意坐標(biāo)軸的起點(diǎn)是否為__________，避免使用不恰當(dāng)?shù)膶Ρ然€。三、簡答題（每小題5分，共15分。）1.簡述在金融領(lǐng)域進(jìn)行數(shù)據(jù)可視化的主要目的和意義。2.比較描述性統(tǒng)計(jì)圖表（如均值、中位數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)差的圖表表示）與探索性數(shù)據(jù)分析（EDA）中可視化圖表的作用和側(cè)重點(diǎn)。3.列舉至少三種在金融風(fēng)險(xiǎn)分析中常用到的可視化圖表類型，并簡述其各自的應(yīng)用場景。四、計(jì)算與分析題（每小題10分，共20分。）1.假設(shè)一位投資者持有三個(gè)股票A、B、C，過去一周它們的每日收益率數(shù)據(jù)如下（單位：%）：A:1.2,-0.5,0.8,-1.0,0.3；B:0.7,0.2,-0.3,1.1,-0.8；C:-0.2,1.5,-1.2,0.6,0.9。請說明如何運(yùn)用統(tǒng)計(jì)圖表（至少兩種不同類型的圖表）來分析這三個(gè)股票在過去一周的收益率表現(xiàn)，并簡要解讀圖表可能揭示的信息。（無需實(shí)際繪制圖表，只需說明圖表類型、包含的元素及分析內(nèi)容）2.某分析師希望探究一家公司過去五年季度財(cái)報(bào)中“營業(yè)收入”和“凈利潤”的變化趨勢及其關(guān)系。他收集了以下數(shù)據(jù)（單位：億元）：|季度|營業(yè)收入|凈利潤||----|--------|-------||Q1_19|100|10||Q2_19|110|12||Q3_19|120|14||Q4_19|130|15||Q1_20|140|16||Q2_20|150|17||Q3_20|160|18||Q4_20|170|19||Q1_21|180|20||Q2_21|190|21||Q3_21|200|22||Q4_21|210|23|請?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)或多個(gè)統(tǒng)計(jì)可視化圖表方案，用于展示該公司的營業(yè)收入和凈利潤的年度及季度變化趨勢，并說明選擇這些圖表的原因及其能夠傳達(dá)的核心信息。（無需實(shí)際繪制圖表，只需說明圖表類型、設(shè)計(jì)思路及分析內(nèi)容）五、設(shè)計(jì)題（15分。）結(jié)合你對該課程所學(xué)內(nèi)容的理解，設(shè)想一個(gè)具體的金融場景（例如：分析某行業(yè)上市公司的估值水平、評估某項(xiàng)投資策略的績效、監(jiān)測某城市房產(chǎn)市場的熱度等），提出一個(gè)利用統(tǒng)計(jì)學(xué)可視化方法進(jìn)行分析的任務(wù)。請?jiān)敿?xì)說明：1.你要分析的核心問題是什么？2.你需要哪些類型的金融數(shù)據(jù)？3.你計(jì)劃使用哪些具體的統(tǒng)計(jì)可視化圖表（請至少列舉三種）？簡述每種圖表將用于展示數(shù)據(jù)的哪些方面？4.你希望通過這個(gè)可視化分析得到什么樣的主要結(jié)論或洞察？如何通過圖表有效傳達(dá)這些信息？試卷答案一、選擇題1.C解析：箱線圖能有效展示數(shù)據(jù)的分布對稱性、中位數(shù)、四分位數(shù)范圍及異常值，適合比較不同證券類別回報(bào)率的分布特征。2.A解析：折線圖是展示時(shí)間序列數(shù)據(jù)趨勢最常用的圖表，適合比較多個(gè)股票價(jià)格隨時(shí)間的變化和波動(dòng)性。3.C解析：累積分布函數(shù)圖可以直觀顯示數(shù)據(jù)累積分布情況，異常值通常表現(xiàn)為遠(yuǎn)離主分布的尾部值。4.A解析：散點(diǎn)圖直接展示兩個(gè)變量之間的關(guān)系，線性關(guān)系在散點(diǎn)圖中表現(xiàn)為數(shù)據(jù)點(diǎn)近似分布在一條直線上。5.D解析：熱力圖通過顏色深淺表示數(shù)據(jù)矩陣中單元格的值，適合展示高維數(shù)據(jù)中不同數(shù)據(jù)點(diǎn)在多個(gè)維度上的相似性。6.A解析：展示VaR預(yù)測值的同時(shí)，對比歷史實(shí)際損失分布有助于評估VaR模型的準(zhǔn)確性和潛在風(fēng)險(xiǎn)。7.C解析：Matplotlib是Python中功能強(qiáng)大且靈活的基礎(chǔ)繪圖庫，支持創(chuàng)建各種靜態(tài)、動(dòng)態(tài)和交互式圖表。8.D解析：金融欺詐檢測可視化需識別欺詐與正常行為的差異，涉及交易金額、時(shí)間、地點(diǎn)等多維度特征對比。9.C解析：有效可視化首要原則是清晰準(zhǔn)確傳達(dá)信息，避免誤導(dǎo)觀眾，確保信息傳遞的準(zhǔn)確性和效率。10.C解析：小提琴圖結(jié)合了箱線圖和核密度估計(jì)，既能顯示中位數(shù)、四分位數(shù)和分布形狀，又能展示數(shù)據(jù)密度。二、填空題1.數(shù)據(jù)2.相關(guān)性3.主成分分析（PCA）4.標(biāo)題/注釋5.收益率/回報(bào)率，風(fēng)險(xiǎn)（如波動(dòng)率/標(biāo)準(zhǔn)差）6.時(shí)間對齊/頻率7.模式，故事8.交互式9.頻率分布直方圖，累積分布圖10.零三、簡答題1.答：在金融領(lǐng)域進(jìn)行數(shù)據(jù)可視化的主要目的和意義包括：揭示數(shù)據(jù)中隱藏的模式和趨勢；比較不同金融資產(chǎn)、策略或市場的表現(xiàn)；監(jiān)控金融風(fēng)險(xiǎn)和績效；支持投資決策和風(fēng)險(xiǎn)管理；有效地向利益相關(guān)者（如投資者、管理層）傳達(dá)復(fù)雜的金融信息，促進(jìn)理解和溝通。2.答：描述性統(tǒng)計(jì)圖表主要用于展示數(shù)據(jù)的基本特征（如集中趨勢、離散程度、分布形狀），回答“數(shù)據(jù)是什么”的問題，側(cè)重于總結(jié)歷史數(shù)據(jù)。探索性數(shù)據(jù)分析（EDA）中的可視化則更側(cè)重于發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)中的潛在關(guān)系、異常值和結(jié)構(gòu)，探索性地提出假設(shè)，回答“數(shù)據(jù)可能意味著什么”的問題，具有更強(qiáng)的發(fā)現(xiàn)性。3.答：常用圖表類型及場景：*散點(diǎn)圖/散點(diǎn)圖矩陣：用于分析變量間關(guān)系，識別相關(guān)性、異常值，比較多變量間的協(xié)變關(guān)系（如分析股票收益率與宏觀經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的關(guān)系）。*箱線圖/箱線圖矩陣：用于比較不同組別數(shù)據(jù)的分布特征（中位數(shù)、四分位數(shù)、異常值），展示數(shù)據(jù)離散程度和偏態(tài)（如比較不同行業(yè)股票的風(fēng)險(xiǎn)分布）。*趨勢圖/折線圖：用于展示金融時(shí)間序列數(shù)據(jù)（如股價(jià)、指數(shù)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)）隨時(shí)間的變化趨勢（如繪制股票價(jià)格走勢圖、監(jiān)測市場情緒指數(shù)變化）。*柱狀圖/條形圖：用于比較不同類別或時(shí)期的金融指標(biāo)（如比較不同基金的投資回報(bào)率、展示各行業(yè)市值占比）。四、計(jì)算與分析題1.答：*圖表類型1：折線圖。*元素：X軸為時(shí)間（5個(gè)交易日），Y軸為收益率（%）。繪制股票A、B、C的收益率走勢線。*分析：比較三只股票收益率的波動(dòng)幅度和方向，觀察是否存在某些交易日三只股票表現(xiàn)相似或相反的情況，初步判斷其風(fēng)險(xiǎn)暴露和活躍度。*圖表類型2：箱線圖。*元素：X軸為股票（A、B、C），Y軸為收益率（%）。為每只股票繪制一個(gè)箱線圖。*分析：比較三只股票收益率分布的中位數(shù)、四分位數(shù)范圍（離散程度），識別各股票的異常收益率水平，判斷哪只股票的波動(dòng)性更大或存在更極端的收益表現(xiàn)。*解讀信息：結(jié)合兩圖，可以判斷哪只股票整體表現(xiàn)更好（如平均收益率更高、低于零的收益率次數(shù)更少），哪只股票風(fēng)險(xiǎn)更高（如箱線圖波動(dòng)范圍大、異常值多），以及三只股票在風(fēng)險(xiǎn)和收益上的相對位置。2.答：*圖表方案：*圖表類型1：分組柱狀圖（堆積或分組）。*設(shè)計(jì)：X軸為年份（2019,2020,2021,2022），Y軸為營業(yè)收入或凈利潤。為每個(gè)年份繪制一組柱狀圖，分別表示該年四個(gè)季度的營業(yè)收入和凈利潤（可選擇堆積柱狀圖，同一年的營收和利潤堆疊顯示，或選擇分組柱狀圖，并列顯示同季度的營收和利潤）。*信息：直觀展示公司營收和利潤隨時(shí)間（年度和季度）的增長趨勢，以及營收和利潤之間的關(guān)系（如利潤率是否穩(wěn)定）。*圖表類型2：折線圖。*設(shè)計(jì)：X軸為季度（Q1_19至Q4_21），Y軸為營業(yè)收入或凈利潤。繪制兩條折線，分別表示營業(yè)收入和凈利潤隨時(shí)間的變化趨勢。*信息：清晰展示營收和利潤的年度及季度增長速度和趨勢，便于比較兩者增長的一致性或差異性。*原因：分組柱狀圖適合比較同一時(shí)間點(diǎn)不同類別的數(shù)據(jù)（季度營收與利潤）或同一類別不同時(shí)間點(diǎn)的數(shù)據(jù)（各季度營收利潤）。折線圖擅長展示數(shù)據(jù)隨時(shí)間序列的連續(xù)變化趨勢。結(jié)合使用可以全面展示公司的財(cái)務(wù)表現(xiàn)。*核心信息：通過圖表可清晰看到公司營收和利潤在過去五年中持續(xù)增長的趨勢，判斷增長速度是否穩(wěn)定，以及營收與利潤之間的相對變化關(guān)系，為評估公司經(jīng)營狀況提供直觀依據(jù)。五、設(shè)計(jì)題1.場景：分析某證券交易所上市公司（如A股市場）的估值水平。2.數(shù)據(jù)：需要收集這些上市公司的財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)（如凈利潤、總資產(chǎn)、凈資產(chǎn)、股息）、市場數(shù)據(jù)（如股票價(jià)格、交易量、市盈率PE、市凈率PB）、行業(yè)數(shù)據(jù)以及宏觀經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)。3.可視化圖表：*箱線圖/小提琴圖矩陣：用于比較不同行業(yè)或不同規(guī)模（如市值）上市公司的市盈率（PE）、市凈率（PB）等估值指標(biāo)的分布情況，識別高估或低估的行業(yè)/規(guī)模群體。*散點(diǎn)圖：用于