京公网安备 11010802034615号
经营许可证编号:京B2-20210330
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
金融行业的运营风险贯穿业务全流程,涵盖交易欺诈、操作违规、流程漏洞、合规偏差、客户信用异常等多元场景,是银行、保险、证券 ...
2026-07-17财产保险作为金融行业的核心板块,涵盖车险、家财险、责任险、企财险等多元品类,是个人与企业抵御财产风险、经营风险的重要保障 ...
2026-07-17 很多数据分析师能熟练写SQL、做透视表,但当被问到“数据是从哪里来的?经过哪些加工才进入数据仓库?ETL具体做了什么?”时 ...
2026-07-17【核心关键词】模块、餐饮、客户、门店、企业、订单、供应链、多样化、产品、生产计划、数据分析、生产管理、物料管理、业务分 ...
2026-07-16在数字化分析时代,原始数据本身不具备业务价值,只有通过科学的统计学方法加工、拆解、验证与解读,才能挖掘数据背后的规律、差 ...
2026-07-16 很多数据分析师能熟练地写SQL、做透视表、算描述性统计,但当被问到“如何预测用户流失概率”“如何归因销量下滑的关键因素 ...
2026-07-16在描述性统计分析、数据预处理、异常值排查与多组数据分布对比工作中,箱线图(Box Plot)是应用最广泛的可视化与统计工具之一。 ...
2026-07-15在企业数据存储、业务统计与数据分析工作中,绝大多数业务数据都带有时间维度属性,例如订单创建时间、用户注册时间、支付完成时 ...
2026-07-15 很多数据分析师拿到数据就开始清洗、建模,但当被问到“这批数据属于什么类型——结构化还是非结构化?分类变量还是数值变量 ...
2026-07-15【核心关键词】产品、经营、客户、调研、销售额、宏观、会计行业、客户满意度、发展趋势、经营状况、数据分析、竞争对手、数据 ...
2026-07-14问卷调查是市场调研、用户研究、社会调研与产品分析的核心数据采集方式。问卷数据大多以分类数据为主,例如用户性别、年龄分层、 ...
2026-07-14 很多数据分析师画过趋势图、做过业绩预测,但当被问到“这个月销售额增长20%,到底是长期趋势自然增长,还是促销活动的短期 ...
2026-07-14在数据分析、业务效果验证、AB实验扩展、行业对比等场景中,我们经常需要对比三组及以上样本的均值差异,例如不同区域的客单价对 ...
2026-07-13在互联网产品运营、用户生命周期管理与商业化数据分析中,留存指标是判断产品价值、用户满意度与商业模式健康度的核心基准。常规 ...
2026-07-13 很多数据分析师做过按月份的销售额趋势图,画过按天的流量折线图,但当被问到“时间序列和普通数据有什么本质区别”“季节性 ...
2026-07-13【核心关键词】统计学、互联网、知识、课程、学生、数学、软件、招聘、数据分析、实习经历、机器学习、理论基础、业务思维、统 ...
2026-07-10在互联网运营、产品设计、市场营销与商业数据分析领域,所有转化、成交、复购行为的底层逻辑,都依托于用户决策流程。用户从产生 ...
2026-07-10 很多数据分析师能熟练地计算指标、搭建标签体系,但当被问到“画像到底在解决什么问题”“画像和标签是什么关系”“画像如何 ...
2026-07-10数据透视表是数据分析中最常用、最高效的汇总分析工具,具备快速分组、聚合计算、维度拆解、数据可视化等优势,能够轻松完成求和 ...
2026-07-09在统计学、CDA数据分析、机器学习与商业数据研究中,正态分布是最基础、最重要的数据分布形态。绝大多数参数检验、数据建模、指 ...
2026-07-09