基于单样本单统计推断-假设检验
目录
假设检验单的要素
假设检验中的概率
假设检验的步骤
1. 确定目标检验参数
2.确定原假设H0和备选假设Ha
3. 计算检验统计量
4. 根据显著性水平α确定拒绝域
5. 将检验统计量计算值与拒绝域进行比较,得出结论
计算观察对显著性水平-p值,让读者自己判断是否接受原假设
查表计算p值的步骤
常用假设检验的类型
总体均值的假设检验:正态z统计量
总体均值的假设检验:学生t统计量(小样本)
总体比例的假设检验
总体方差的假设检验
假设检验单的要素
- 原假设H0:这个假设会被接受,除非数据能够提供可信的证据表明它是错的,通常代表"现状"或研究者希望验证的一些关于总体参数对论断
- 备选假设Ha:这个假设会被接受,当且仅当数据对事实对真心提供量可信对证据,通常是研究者希望取得证据来支持的总体参数的取值
- 检验统计量(z,t和 卡方X2):是一个样本统计量,它利用样本提供的信息计算得到,研究者用这个样本统计量在原假设和备选假设之间作出选择
- 显著性水平(α):在α的概率上拒绝原假设
- p值:检验统计量能够提供的在p的概率上拒绝原假设
- 结论
假设检验中的概率
- α=P(第I类错误的概率)=P(当H0正确时拒绝H0)
- β=P(第II类错误的概率)=P(当H0错误时接受H0),要计算β值,备选假设需要一个关于样本统计量的具体数值
- 1-β=统计检验功效=P(当H0错误时拒绝H0)
假设检验的步骤
问题:一个谷物分装机生成商想检验一种分装机的运行情况,分装机预计为每盒装入12盎司,生成商想通过检验发现对这个设定的偏离情况,要求从今天的生成线上随机抽取100盒,确定是否每盒平均装入12盎司,建设该研究的假设检验,令α=0.01。
1. 确定目标检验参数
问题陈述中的关键词“平均“暗示目标参数是每合谷物的平均数量μ
2.确定原假设H0和备选假设Ha
因为生成商希望检查对μ=12两个方向之一对偏离,即μ>12或μ<12,所以
H0:μ=12(总体平均装入量是12盎司)
Ha:μ!=12(μ>12或μ<12)
3. 计算检验统计量
因为样本数是100(n>30),根据中心极限定理,不论总体装入量分布如何,100盒对平均装入量对抽样分布近似于正态分布,可以运用正态分布来进行检验。计算出z分数,需要分别计算x_bar, σ≈s
计算出:z=-2.91
4. 根据显著性水平α确定拒绝域
如α=0.01,由于备选假设是双尾检验,因此每侧都是α/2=0.005,对应拒绝域为z<-2.576或z>2.576
5. 将检验统计量计算值与拒绝域进行比较,得出结论
由于z=-2.91处于z<-2.576的拒绝域,因此拒绝原假设,选择备选假设Ha:μ!=12(μ>12或μ<12)
计算观察对显著性水平-p值,让读者自己判断是否接受原假设
前述的假设检验过程,拒绝域和相应的α值是在检验之前选择的,结论是拒绝或者不拒绝原假设。凌一个陈述统计检验结果的表达是:给出不同原假设的范围,让读者来决定是否拒绝原假设。这个不认同的度量值陈为检验观测的显著性水平(observed significance level)
查表计算p值的步骤
1. 根据样本数据,计算相应的统计量z值(或t值等)
2. 根据统计量z值,确定p值:
- 如果检验是单侧的,p值就是相对于z偏向备选假设方向的那块区域面积。因此,如果备选假设的形式是>,则p值是z右侧区域的面积,如果备选假设的形式是<,则p值是z左侧区域的面积(见下图)
- 如果检验是双侧的,p值是超过z块区域面积的2倍。因此,如果z是正的, 则p值是右侧区域面积的2倍,如果z是负的, 则p值是左侧区域面积的2倍(见下图)
利用统计软件进行检验,一般会给出检验的p值,可以用p值和置信水平α进行比较:
- 如果p<α,则拒绝H0,接受Ha
- 如果p>α,则接受H0
常用假设检验的类型
总体均值的假设检验:正态z统计量
假设检验运用的条件:
1.样本是从目标总体中随机抽取
2.大量样本(n>=30), 根据中心极限定理,这个条件保证量无论总体分布的形状如何,统计量都是近似正态分布的
以正态(z)统计量为基础的大样本假设检验方法
总体均值的假设检验:学生t统计量(小样本)
假设检验运用的条件:
1.样本是从目标总体中随机抽取
2. 一般为小样本(小于30),样本的总体近似服从正态分布
以t统计量为基础的大样本假设检验方法
总体比例的假设检验
总体比例(百分比)的推断经常在二项分布的“成功“概率为p的清晰下进行讨论,比如确定某商品的次品概率是否小于5%,某节目青年观众的比例是否大于20%等等。
假设检验运用的条件:
1.样本来自二项分布中随机抽取
2. 样本量n很大,满足np>=15且nq>=15,其中q=1-p
以p统计量为基础的大样本假设检验方法
总体方差的假设检验
主要是对某个变量对变异性检验,方差检验常常运用在质量控制,比如检验每瓶罐头装入量对标准差是否小于0.1 盎司。
方差检验运用统计量:(n-1)s^2/σ ^2,其中n为样本个数,s^2为方差,σ ^2为总体方差对假设值,如果总体符合正态分布,统计量分布符合卡方分布(样本方差的抽样分布)
假设检验运用的条件:
1. 样本从总体中随机抽取
2. 样本来自的总体服从近似正态分布(卡方分布对样本大小不敏感,对总体是否正态分布非常敏感)
以χ 统计量为基础的大样本假设检验方法
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