第五章假设检验的一般问题课件.ppt
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1、 统统统 计计计 学学学STATISTICSSTATISTICSSTATISTICS感谢你的观看感谢你的观看感谢你的观看第五章 假设检验学习目标5.1 假设检验的一般问题5.2 总体均值、比例和方差的假设检验5.3 假设检验中的其他问题12019-8-17 统统统 计计计 学学学STATISTICSSTATISTICSSTATISTICS感谢你的观看感谢你的观看感谢你的观看学习重点1、假设检验的基本思想2、总体均值、比例和方差的假设检验3、区间估计与假设检验的关系4、假设检验中的P值22019-8-17 统统统 计计计 学学学STATISTICSSTATISTICSSTATISTICS感谢你的
2、观看感谢你的观看感谢你的观看假设检验在统计方法中的地位统计方法描述统计推断统计参数估计假设检验32019-8-17 统统统 计计计 学学学STATISTICSSTATISTICSSTATISTICS感谢你的观看感谢你的观看感谢你的观看5.1 假设检验的一般问题什么是假设?“假设”就是对总体参数的一种事先猜想假设检验就是利用样本信息判断假设是否成立的过程什么是假设检验?抽取随机样本岁平均年龄25x我猜想人群平我猜想人群平均年龄均年龄30岁岁样本平均年龄样本平均年龄25岁,我岁,我该作出何种决策?拒绝该作出何种决策?拒绝假设还是接受假设?假设还是接受假设?42019-8-17 统统统 计计计 学学
3、学STATISTICSSTATISTICSSTATISTICS感谢你的观看感谢你的观看感谢你的观看【引例【引例】某企业生产一种零件,过去资料表明其平均长度为4厘米,标准差为0.1厘米。改革工艺后,抽查了100个零件,测得样本平均长度为3.95厘米。问:工艺改革前后零件的长度是否发生了显著变化?改革后零件的平均长度事先并不知。可先假设可先假设为为4厘米厘米,然后利用样本的平均长度来检验假设是否正确。这就是一个假设检验问题假设检验的基本思想52019-8-17 统统统 计计计 学学学STATISTICSSTATISTICSSTATISTICS感谢你的观看感谢你的观看感谢你的观看其中:0 为所要检验
4、的假设(这里为4cm)如果假设为真,则xx|0样本均值与总体均值之差应在允许误差范围内nZx/|20样本均值的标准差!即62019-8-17 统统统 计计计 学学学STATISTICSSTATISTICSSTATISTICS感谢你的观看感谢你的观看感谢你的观看nZx/|2020/|Znx2ZZ22ZZZ222ZZZZZ为真时:之间的对比了。原假设与检验问题就转化为于是此例中总体均值的即即即72019-8-17 统统统 计计计 学学学STATISTICSSTATISTICSSTATISTICS感谢你的观看感谢你的观看感谢你的观看 若取置信度为0.99,则=0.01,Z/2=2.58 也就是说,如
5、果原假设为真,则样本均值的标准化值将以99%的可能性落在-2.58,2.58区间内。本例计算结果:说明小概率事件(标准化后的样本均值只有1%的可能性落在-2.58,2.58区间外)发生了。这是不合理的,应拒绝原假设。58.25)100/1.0/(495.3/)(nx82019-8-17 统统统 计计计 学学学STATISTICSSTATISTICSSTATISTICS感谢你的观看感谢你的观看感谢你的观看小 结抽样检验抽样检验小概率事小概率事件发生件发生小概率事小概率事件未发生件未发生接受原假设接受原假设拒绝原假设拒绝原假设对未知总体对未知总体作某种假设作某种假设样本观样本观察结果察结果9201
6、9-8-17 统统统 计计计 学学学STATISTICSSTATISTICSSTATISTICS感谢你的观看感谢你的观看感谢你的观看可见,假设检验的基本思想是带有概率带有概率性质的反证法!性质的反证法!假设检验的两个特点:1、其逻辑推理方法是反证法反证法2、判断结果合理与否,是基于“小概率事件小概率事件不易发生不易发生”这一原理102019-8-17 统统统 计计计 学学学STATISTICSSTATISTICSSTATISTICS感谢你的观看感谢你的观看感谢你的观看二、假设检验的步骤1、提出原假设和备择假设 原假设研究者想收集证据予以反对的假设(没有充分理由不能轻易否定的命题)00H假设”,
7、记为又称“1H为又称“研究假设”,记112019-8-17 统统统 计计计 学学学STATISTICSSTATISTICSSTATISTICS感谢你的观看感谢你的观看感谢你的观看 【练习1】一种零件标准直径为8cm,质监人员检查结果,如果零件的平均直径大于或小于8cm,则表明生产过程不正常,必须进行调整。试陈述用来检验生产过程是否正常的原假设和被择假设。122019-8-17 统统统 计计计 学学学STATISTICSSTATISTICSSTATISTICS感谢你的观看感谢你的观看感谢你的观看 【练习2】某品牌洗涤剂在说明书中声称:平均净含量不少于500克。现研究人员要通过抽检产品来验证此说法
8、是否属实。试陈述用于检验的原假设与备择假设。132019-8-17 统统统 计计计 学学学STATISTICSSTATISTICSSTATISTICS感谢你的观看感谢你的观看感谢你的观看 【练习3】一家研究机构估计,某城市家庭拥有汽车的比例超过30%。为验证这一估计是否正确,该研究机构随机抽取了一个样本进行检验。试陈述用于检验的原假设与备择假设解:研究者想收集证据予以支持的假设是“该城市中家庭拥有汽车的比例超过30%”。于是:H0:30%H1:30%142019-8-17 统统统 计计计 学学学STATISTICSSTATISTICSSTATISTICS感谢你的观看感谢你的观看感谢你的观看A、
9、原假设和备择假设是一个完备事件组,且相互对立,二者必有一个成立,而且只有一个成立B、先确定备择假设,再确定原假设 C、等号 “=”总是放在原假设上 D、原假设和备择假设的确定本质上带有主观色彩。无论怎样提出假设,只要符合研究者本身的目的,便可视为合理小 结152019-8-17 统统统 计计计 学学学STATISTICSSTATISTICSSTATISTICS感谢你的观看感谢你的观看感谢你的观看假设假设双侧检验双侧检验单侧检验单侧检验左侧检验左侧检验右侧检验右侧检验原假设原假设H0:=0 0H0:0 0 ()H0:0 0 ()备择假设备择假设H1:0 0H1:0 0假设的几种形式162019-
10、8-17 统统统 计计计 学学学STATISTICSSTATISTICSSTATISTICS感谢你的观看感谢你的观看感谢你的观看 2、选择适当的统计量,并确定其分布形式 选择原则同参数估计(考虑:是否正态总体?大样本还是小样本?总体方差已知还是未知?)假设检验的步骤统计量的标准差被假设参数样本统计量检验统计量例如对总体均值进行检验时nxZ/0nSxt/0172019-8-17 统统统 计计计 学学学STATISTICSSTATISTICSSTATISTICS感谢你的观看感谢你的观看感谢你的观看,确定临界值、选择显著性水平3一般由研究者事先确定抽样分布的拒绝域。原假设的概率,被称为假设为真时,拒
11、绝是一个概率值,表示原假设检验的步骤那么,究竟确定一个多大的显著性水平好呢?通常情况下,人们认为犯第类错误的后果更严重一些,因而通常会取一个较小的 值。182019-8-17 统统统 计计计 学学学STATISTICSSTATISTICSSTATISTICS感谢你的观看感谢你的观看感谢你的观看专家视野著名的英国统计学家Ronald Fisher在他的研究中常常使用的小概率标准为0.05。作为一个普遍适用的原则,后来人们通常选择显著性水平为0.05,当然也可比它大一些或小一些。1.005.001.0,:较常用的显著性水平有192019-8-17 统统统 计计计 学学学STATISTICSSTAT
12、ISTICSSTATISTICS感谢你的观看感谢你的观看感谢你的观看 4、作出结论2 接受域 2 接受域 接受域 拒绝域 拒绝域 拒绝域(a)双侧检验 (b)左侧检验 (c)右侧检验假设检验的步骤202019-8-17 统统统 计计计 学学学STATISTICSSTATISTICSSTATISTICS感谢你的观看感谢你的观看感谢你的观看显著性水平和拒绝域(双侧检验)检验统计量检验统计量落入落入 区域,接受区域,接受原假设!原假设!1212019-8-17 统统统 计计计 学学学STATISTICSSTATISTICSSTATISTICS感谢你的观看感谢你的观看感谢你的观看显著性水平和拒绝域(双
13、侧检验)检验统计量检验统计量落在小概率落在小概率区域,拒绝区域,拒绝原假设原假设!222019-8-17 统统统 计计计 学学学STATISTICSSTATISTICSSTATISTICS感谢你的观看感谢你的观看感谢你的观看显著性水平和拒绝域(左侧检验)检验统计量落检验统计量落入入 区域,区域,接受原假设!接受原假设!1232019-8-17 统统统 计计计 学学学STATISTICSSTATISTICSSTATISTICS感谢你的观看感谢你的观看感谢你的观看显著性水平和拒绝域(左侧检验)检验统计量检验统计量落在小概率落在小概率区域,拒绝区域,拒绝原假设原假设!242019-8-17 统统统
14、计计计 学学学STATISTICSSTATISTICSSTATISTICS感谢你的观看感谢你的观看感谢你的观看显著性水平和拒绝域(右侧检验)检验统计量检验统计量检验统计量落在小概率落在小概率区域,拒绝区域,拒绝原假设原假设!252019-8-17 统统统 计计计 学学学STATISTICSSTATISTICSSTATISTICS感谢你的观看感谢你的观看感谢你的观看1.给定显著性水平,查表得出相应的临界值z或z/2,t 或 t/22.将检验统计量的值与 水平的临界值进行比较3.作出决策双侧检验:统计量统计量 临界值,拒绝临界值,拒绝H0左侧检验:统计量统计量 临界值,拒绝临界值,拒绝H0决策规则
15、262019-8-17 统统统 计计计 学学学STATISTICSSTATISTICSSTATISTICS感谢你的观看感谢你的观看感谢你的观看三、假设检验中的两类错误1.第类错误(弃真错误),即显著性水平其概率记为设所犯的错误。原假设为真时拒绝原假其概率记为假设所犯的错误。原假设为假时未拒绝原2.第类错误(取伪错误)272019-8-17 统统统 计计计 学学学STATISTICSSTATISTICSSTATISTICS感谢你的观看感谢你的观看感谢你的观看0H拒绝0H接受0110 错误的关系错误与282019-8-17 统统统 计计计 学学学STATISTICSSTATISTICSSTATIS
16、TICS感谢你的观看感谢你的观看感谢你的观看1、错误与错误此消彼长,但+1 2、要同时减少 与 ,须增大样本容量n 3、通常先控制犯错误的概率 4、错误的概率不好控制时,将“接受原假设”更倾向于说成“不拒绝原假设”。小 结效果越佳。)越大,检验)称为检验功效。(、(115292019-8-17 统统统 计计计 学学学STATISTICSSTATISTICSSTATISTICS感谢你的观看感谢你的观看感谢你的观看5.2 总体均值、比例及方差的假设检验一个总体参数的检验z 检验检验(单尾和双尾单尾和双尾)t 检验检验(单尾和双尾单尾和双尾)z 检验检验(单尾和双尾单尾和双尾)2 2 检验检验(单尾
17、和双尾单尾和双尾)均值均值总体总体比例比例方差方差302019-8-17 统统统 计计计 学学学STATISTICSSTATISTICSSTATISTICS感谢你的观看感谢你的观看感谢你的观看一、总体方差已知时对正态总体均值的假设检验),(10/0ZnxZZ 检验法!【例例5-1】根据过去大量资料,某厂生产的产品使用寿命服从正态分布 。现从最近生产的一批产品中随机抽取16件,测得样本平均寿命为1080小时。试在0.05的显著性水平下判断这批产品的使用寿命是否有显著提高?)100,1020(2N312019-8-17 统统统 计计计 学学学STATISTICSSTATISTICSSTATISTI
18、CS感谢你的观看感谢你的观看感谢你的观看 4.216100102010800nxZ由=0.05,查表得临界值:Z=Z 0.05=1.645 解:提出假设:H0:=1020 H1:1020 检验统计量:比较:比较:Z=2.4 Z=1.645 决策:决策:拒绝拒绝H H0 0 ,接受,接受H H1 1,即这批产品的寿命确有提高。322019-8-17 统统统 计计计 学学学STATISTICSSTATISTICSSTATISTICS感谢你的观看感谢你的观看感谢你的观看【例例5-2】一种罐装饮料每罐的容量是255ml,标准差为5ml。质检人员从某天生产的饮料中随机抽取了40罐进行检验,测得每罐平均容
19、量为255.8ml。取显著性水平=0.05,检验该天生产的饮料容量是否符合标准要求?临界值:,:,:解:4005.025525510nHH96.101.196.1Z0H决策:不拒绝332019-8-17 统统统 计计计 学学学STATISTICSSTATISTICSSTATISTICS感谢你的观看感谢你的观看感谢你的观看 二、总体方差未知时正态总体小样本的假设检验)1(/0ntnsxt检验法!t342019-8-17 统统统 计计计 学学学STATISTICSSTATISTICSSTATISTICS感谢你的观看感谢你的观看感谢你的观看 75.192410009860nSxt 解:提出假设:解:
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