
讨论:因子分析非正定矩阵是怎么回事儿
在最近的工作中需要用spss做因子分析,但是在具体操作过程中遇到了头疼的“非正定矩阵的问题”,困扰了很久。看了论 坛上很多网友的讨论和解决办法,加上自己的一些摸索,也最终找到了问题的原因和解决办法,现在写出来与大家分享,希望对有同样困扰的朋友一些启示,当然其 中一定有不对的地方,欢迎大家一起讨论。
一、案例介绍
某运营商无线增值业务全国各省某一个月内运营情况,变量35个,样本31个(全国31个省),希望通过因子分析对各省综合实力进行排序。
二、问题描述
通过spss的因子分析对原始变量进行降维处理时,SPSS提示相关系数矩阵为“非正定矩阵”,无法给出KMO值,但是SPSS仍然给出了后续因子分析结果。
三、疑问
(1)什么是正定矩阵?
(2)因子分析是否一定要求变量的相关系数矩阵为正定矩阵?
(3)非正定矩阵的存在对因子分析结果有何影响?
(4)如何修正使得变成正定矩阵?
四、解决办法
通过在论坛上查阅人相关问题,发现其他网友总结出现这种情况的原因主要集中在两点:
(1)样本量太少,而指标过多。
(2)某些变量间相关性太强。
而解决方案分别要求增加样本,或者剔除某些显著强相关的变量。
但是在我的这个例子里面无法增加样本,因此只能从变量的相关性上考虑,看是不是存在一些和其他变量高度相关的变量。通过查看因子分析结果中的相关系数矩阵,的确发现大部分变量之间都存在高度相关性,而且相关系数在0.9以上。
但是现在问题来了,那是不是应该直接删除高度相关的变量?该删 除哪些变量?按照我的情况估计很多变量都要剔除了,那对于分析结果就会产生很大的影响。
为了找出具体是哪些变量导致问题的出现,我用了一个比较笨的办法:逐一淘汰法。刚开始时不把所有变量都用来做因子分析,只选取一小部分,例如我先选取了10个变量做分析,发现spss没有再提示“非正定矩阵”而是正常的输出了KMO检验值,而且顺利完成了因子分析结果;然后下一步我再逐个添加其他变量进行测试,当发现添加某个变量spss提示“非正定矩阵”时,就记下这个变量,然后再换成下一个变量继续测试,直到把所有变量测试完。通过这样的测试,我终于找到让spss认为“非正定矩阵”的原因:一共有5个变量,只要不纳入这5个变量进行分析,spss就能正常的进行因子分析。
找到原因后,我本来想直接删除掉这5个变量好了,但是我查看了一下spss因子分析的输出结果,发现了为什么是这5个变量的原因,如下图:
上图的截图是“解释的总方差”显示所有变量的相关系数矩阵的所有特征值,大家可以看到在用红色方框标注的5个特征值,他们的数值的数量级都是10的负16次方、17次方、18次方,甚至出现了负值,几乎可以认为就是零了,远远小于其他特征值,根据之前的逐一测试法确认,这5个特征值是与之前发现的那5个变量是对应的,我想这就应该是为什么是这5个变量导致出现非正定矩阵的原因吧。
那进一步思考,特征值过小或者为负值说明了什么呢,根据正定矩阵的判定,正定矩阵的充分必要条件是:特征值>0,所有出现负的特征值就肯定会出现“非正定矩阵”的原因,但就靠这点似乎还不够,因为有些特征值是大于0的,只是非常非常小而已。我推测(仅仅是我推测),因为我们在做主成分分析的时候,每个主成分的方差就等于对于特征值,特征值太小意味着主成分的方差太小,方差太小意味着包含变量的 信息量太少,而我们在做因子分析时往往也是用主成分法来抽取公因子,所以特征值太小可能也无法满足正定矩阵的条件,当然这是我的推测。
五、总结
根据整个过程,我总结了一下几点:
(1)出现非正定矩阵的情况,并不一定都是样本太少(本例中样本才31,变量有35个)。
(2)剔除变量的时候,可以利用逐一淘汰法来发现问题变量,再考虑是否要删除。
(3)非正定矩阵似乎对因子分析结果并无太多影响,因为我们往往只抽取了部分公因子(累计方差贡献率>85%),特征值过小意味着方差贡献率也会很小,往往不会被选作公因子,所以对结果影响不大,这也是为什么spss仅仅是提示,仍然会输出因子分析结果的原因。
好了,这个是我工作中碰到的一个实际例子,之前一直困扰了我很久,现在写出来与大家分享,希望能对有同样问题的朋友一个启发,当然里面一定有不对的地方,希望大家多多指正。
数据分析咨询请扫描二维码
若不方便扫码,搜微信号:CDAshujufenxi
在神经网络设计中,“隐藏层个数” 是决定模型能力的关键参数 —— 太少会导致 “欠拟合”(模型无法捕捉复杂数据规律,如用单隐 ...
2025-10-21在特征工程流程中,“单变量筛选” 是承上启下的关键步骤 —— 它通过分析单个特征与目标变量的关联强度,剔除无意义、冗余的特 ...
2025-10-21在数据分析全流程中,“数据读取” 常被误解为 “简单的文件打开”—— 双击 Excel、执行基础 SQL 查询即可完成。但对 CDA(Cert ...
2025-10-21在实际业务数据分析中,我们遇到的大多数数据并非理想的正态分布 —— 电商平台的用户消费金额(少数用户单次消费上万元,多数集 ...
2025-10-20在数字化交互中,用户的每一次操作 —— 从电商平台的 “浏览商品→加入购物车→查看评价→放弃下单”,到内容 APP 的 “点击短 ...
2025-10-20在数据分析的全流程中,“数据采集” 是最基础也最关键的环节 —— 如同烹饪前需备好新鲜食材,若采集的数据不完整、不准确或不 ...
2025-10-20在数据成为新时代“石油”的今天,几乎每个职场人都在焦虑: “为什么别人能用数据驱动决策、升职加薪,而我面对Excel表格却无从 ...
2025-10-18数据清洗是 “数据价值挖掘的前置关卡”—— 其核心目标是 “去除噪声、修正错误、规范格式”,但前提是不破坏数据的真实业务含 ...
2025-10-17在数据汇总分析中,透视表凭借灵活的字段重组能力成为核心工具,但原始透视表仅能呈现数值结果,缺乏对数据背景、异常原因或业务 ...
2025-10-17在企业管理中,“凭经验定策略” 的传统模式正逐渐失效 —— 金融机构靠 “研究员主观判断” 选股可能错失收益,电商靠 “运营拍 ...
2025-10-17在数据库日常操作中,INSERT INTO SELECT是实现 “批量数据迁移” 的核心 SQL 语句 —— 它能直接将一个表(或查询结果集)的数 ...
2025-10-16在机器学习建模中,“参数” 是决定模型效果的关键变量 —— 无论是线性回归的系数、随机森林的树深度,还是神经网络的权重,这 ...
2025-10-16在数字化浪潮中,“数据” 已从 “辅助决策的工具” 升级为 “驱动业务的核心资产”—— 电商平台靠用户行为数据优化推荐算法, ...
2025-10-16在大模型从实验室走向生产环境的过程中,“稳定性” 是决定其能否实用的关键 —— 一个在单轮测试中表现优异的模型,若在高并发 ...
2025-10-15在机器学习入门领域,“鸢尾花数据集(Iris Dataset)” 是理解 “特征值” 与 “目标值” 的最佳案例 —— 它结构清晰、维度适 ...
2025-10-15在数据驱动的业务场景中,零散的指标(如 “GMV”“复购率”)就像 “散落的零件”,无法支撑系统性决策;而科学的指标体系,则 ...
2025-10-15在神经网络模型设计中,“隐藏层层数” 是决定模型能力与效率的核心参数之一 —— 层数过少,模型可能 “欠拟合”(无法捕捉数据 ...
2025-10-14在数字化浪潮中,数据分析师已成为企业 “从数据中挖掘价值” 的核心角色 —— 他们既要能从海量数据中提取有效信息,又要能将分 ...
2025-10-14在企业数据驱动的实践中,“指标混乱” 是最常见的痛点:运营部门说 “复购率 15%”,产品部门说 “复购率 8%”,实则是两者对 ...
2025-10-14在手游行业,“次日留存率” 是衡量一款游戏生死的 “第一道关卡”—— 它不仅反映了玩家对游戏的初始接受度,更直接决定了后续 ...
2025-10-13