c8 假设检验与方差分析

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假设检验与方差分析 习题及答案

假设检验与方差分析 习题及答案

第七章 假设检验与方差分析 习题答案一、名词解释用规范性的语言解释统计学中的名词。

1. 假设检验:对总体分布或参数做出某种假设,然后再依据抽取的样本信息,对假设是否正确做出统计判断,即是否拒绝这种假设。

2. 原假设:又叫零假设或无效假设,是待检验的假设,表示为 H 0,总是含有等号。

3. 备择假设:是零假设的对立,表示为 H 1,总是含有不等号。

4. 单侧检验:备择假设符号为大于或小于时的假设检验。

5. 显著性水平:原假设为真时,拒绝原假设的概率。

6. 方差分析:是检验多个总体均值是否相等的一种统计分析方法。

二、判断改错对下列命题进行判断,在正确命题的括号内打“√”;在错误命题的括号内打“×”,并在错误的地方下划一横线,将改正后的内容写入题下空白处。

1. 在任何情况下,假设检验中的两类错误都不可能同时降低。

( × ) 样本量一定时2. 对于两样本的均值检验问题,若方差均未知,则方差分析和t 检验均可使用,且两者检验结果一致。

( √ )3. 方差分析中,组间离差平方和总是大于组内离差平方和。

( × )不一定4. 在假设检验中,如果在显著性水平0.05下拒绝了00:μμ≤H ,则在同一水平一定可以拒绝假设00:μμ=H 。

( × )不一定5. 为检验k 个总体均值是否显著不同,也可以用t 检验,且与方差分析相比,犯第一类错误的概率不变。

( × )会增加6. 方差分析中,若拒绝了零假设,则认为各个总体均值均有显著性差异。

( × ) 不完全相等六、简答题根据题意,用简明扼要的语言回答问题。

1. 假设检验与统计估计有何区别与联系?【答题要点】假设检验是在给定显著性水平下,计算出拒绝域,并根据样本统计量信息来做出是否拒绝零假设的决策;区间估计是利用样本信息来推断总体参数的一个可能范围。

区间估计结果可以用于假设检验,但假设检验不能用作区间估计。

2. 双侧检验与单侧检验有什么区别?【答题要点】双侧检验的零假设为等号,备择假设为不等号,得到的拒绝域为双侧的;单侧检验的备择假设或者是大于,或者是小于,其拒绝域为单侧区间。

统计学中的假设检验和方差分析的应用

统计学中的假设检验和方差分析的应用

统计学中的假设检验和方差分析的应用在统计学的研究中,假设检验和方差分析是两个常见的分析工具。

它们可以被应用于各种不同的领域,包括医学、社会科学和工程学等。

这两个工具基本上是为了测试一个或多个假设而设计的。

在这篇文章中,我们将介绍这两种工具以及它们在各种领域中的应用。

假设检验假设检验是一种广泛使用的统计工具,它旨在测试一系列假设是否成立。

假设检验的基本原理是使用一个样本数据集,并基于这个数据集来推断总体参数的值。

在这个过程中,我们会提出一个假设,并根据数据集的结果来验证它是否成立。

有两类假设检验:双尾检验和单尾检验。

双尾检验通常用于检验一个假设是否等于某个数值,而单尾检验通常用于检验一个假设是否大于或小于一个数值。

例如,我们想检验一个硬币是否是公平的。

我们可以投掷硬币10次,并记录正面和反面的次数。

我们假设这个硬币是公平的,也就是说,我们预计正面和反面的概率是50/50。

现在我们将使用假设检验来验证这个假设。

使用假设检验的第一步是定义一个零假设。

在我们的例子中,零假设是“这个硬币是公平的”。

我们需要确定一个显著性水平,通常是0.05或0.01。

这个数字表示我们允许的类型I错误的概率,也就是我们错误地拒绝一个正确的零假设的概率。

接下来,我们将计算样本数据得出的t值,并在统计表中查询相应的P值。

如果P值小于设定的显著性水平,我们就可以拒绝零假设,表明我们有足够的证据来支持这个硬币不是公平的假设。

假设检验可以应用于各种不同的领域。

例如,医学研究中可以使用假设检验来测试不同药物的有效性。

市场研究中也可以使用假设检验来确定公司营销策略是否产生了显着的影响。

方差分析方差分析是一种统计方法,用于比较两个或更多组之间的平均值是否存在差异,同时控制其他可能影响差异的因素。

方差分析基于一个基本假设,即所有组之间的平均值相等。

如果我们发现它们之间存在显着差异,则我们可以拒绝这个假设,表明至少有两组之间的平均值存在显着差异。

假设检验与方差分析

假设检验与方差分析
根据统计量的性质和显著性水 平确定临界值。
进行决策
根据样本数据和临界值做出接 受或拒绝原假设的决策。
CHAPTER 02
单样本与双样本假设检验
单样本假设检验
定义
单样本假设检验是用来检验一个样本均值是否等于已 知的某个值。
公式
Z检验或t检验
应用场景
例如,检验某班级学生的平均成绩是否达到预期水平。
双样本假设检验
假设检验与方差分析
CONTENTS 目录
• 假设检验概述 • 单样本与双样本假设检验 • 方差分析 • 回归分析与相关分析 • 应用实例
CHAPTER 01
假设检验概述
定义与目的
定义
假设检验是一种统计方法,用于根据 样本数据对某一假设进行评估。
目的
判断假设是否成立,从而做出接受或 拒绝该假设的决策。
方差分析
在农业实验中,为了比较不同品种作物的产量,可以使用方差分析来检验不同品种间是否存在显著差异。通过收 集多组数据,分析不同品种作物的产量均值,判断各品种间的产量差异是否具有统计学上的显著性。
案例分析
假设检验案例
某大学为了研究不同教学方法对学习成绩的影响,选取了两个班级作为实验组 和对照组。通过收集两个班级学生的考试成绩,利用假设检验方法判断新教学 方法是否显著提高了学生的学习成绩。
确地比较不同组别的差异。 • 总体而言,回归分析和方差分析都是重要的统计分析工具,根据研究目的和研究数据的特征选择合适的分析方法是非常重要的。
CHAPTER 05
应用实例
实际数据应用
假设检验
在医学研究中,假设检验常用于判断新药是否比对照组更有效。通过收集两组患者的数据,比较治疗前后的效果, 利用假设检验方法判断新药是否具有显著疗效。

假设检验与方差分析

假设检验与方差分析
这是不合理的,应拒绝原假设。
三、假设检验的步骤
1、提出原假设(null hypothesis)和备择假设 (alternative hypothesis)
原假设为正待检验的假设:H0; 备择假设为可供选择的假设:H1 一般地,假设有三种形式:
(1)双侧检验:
H0 : 0; H1 :0 (2)左侧检验:
这两个例子中都是要对某种“陈述”做出判
断:
例1要判明工艺改革后零件平均 长度是否仍为4cm;
进行这种判断 的信息来自
例2要判明该批产品的次品率是 所抽取的样本
否低于3%。
所谓假设检验,就是事先对总体参数或总体分 布形式作出一个假设,然后利用样本信息来判断 原假设是否合理,即判断样本信息与原假设是否 有显著差异,从而决定是否接受或否定原假设
对比来构造检验统计量。
可以证明,若H0为真,则
2
(n 1)S 2
2 0
~
2 (n 1)
因此,可构造2 统计量进行总体方差
的假设检验。
当H0成立时,S2/02 接近于1,2的 值在一个适当的范围内,
当H0不成立时,S2/02远离1,2的值 相当大或相当小。
在例2中,由于所抽样本只为10,为小样本,因 此无法构造Z统 计量进行总体比例的假设检验。
如果总体X~N(,2),在方差已知的情况下,对总体均 值进行假设检验。
由于
因此,可通过构造Z统计量来进行假设检验:
注意: 如果总体方差未知,且总体分布未知,但如果是大样
本(n>=30),仍可通过 Z 统计量进行检验,只不过总体 方差需用样本方差 s 替代。
例3:根据以往的资料,某厂生产的产品的使用寿命服从正 态分布N(1020, 1002)。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。问这批产品的使用寿命 是否有显著提高(显著性水平:5%)?

统计分析中的假设检验与方差分析

统计分析中的假设检验与方差分析

统计分析中的假设检验与方差分析统计分析是一种科学的方法,通过对数据进行收集、整理、分析和解释,帮助我们了解现象背后的规律和关系。

在统计分析中,假设检验和方差分析是两个重要的概念和工具。

本文将介绍这两个概念的基本原理和应用。

一、假设检验假设检验是统计学中的一种常用方法,用于判断样本数据是否能够反映总体的特征。

在假设检验中,我们首先提出一个原假设(H0)和一个备择假设(H1),然后通过对样本数据的分析,判断是否拒绝原假设。

在假设检验中,我们需要进行以下几个步骤:1. 确定原假设和备择假设:原假设通常是我们要证伪的观点,备择假设则是我们要支持的观点。

例如,我们想要检验某个新药物是否有效,原假设可以是“该药物无效”,备择假设可以是“该药物有效”。

2. 选择显著性水平:显著性水平(α)是我们在进行假设检验时所允许的错误概率。

通常情况下,我们选择的显著性水平为0.05或0.01。

如果计算得到的p值小于显著性水平,则我们拒绝原假设。

3. 计算检验统计量:检验统计量是根据样本数据计算得到的一个数值,用于判断样本数据是否支持备择假设。

常见的检验统计量包括t值、F值等。

4. 判断拒绝或接受原假设:根据计算得到的检验统计量和显著性水平,我们可以判断是否拒绝原假设。

如果p值小于显著性水平,则我们拒绝原假设,否则我们接受原假设。

假设检验在实际应用中具有广泛的应用,例如医学研究、市场调查、工程设计等。

通过假设检验,我们可以对研究结果进行客观的评估和判断,从而做出更准确的决策。

二、方差分析方差分析是一种用于比较多个样本均值是否存在显著差异的统计方法。

在方差分析中,我们将总体分为若干个独立的组,然后通过计算组间方差和组内方差的比值,来判断不同组之间的均值是否存在显著差异。

方差分析的基本原理是利用方差的性质来比较样本均值之间的差异。

具体步骤如下:1. 确定独立变量和因变量:独立变量是我们要比较的不同组别,而因变量是我们要研究的特征或指标。

概率与统计中的假设检验和方差分析

概率与统计中的假设检验和方差分析

概率与统计中的假设检验和方差分析统计学是研究数据收集、分析和解释的科学。

在统计学的研究中,假设检验和方差分析是两个重要的工具。

本文将对这两个概念进行详细介绍,并探讨它们在实际问题中的应用。

一、假设检验假设检验是指根据样本数据对总体参数提出的关于总体的假设进行检验的过程。

假设检验主要包括以下几个步骤:1. 提出原假设(H0)和备选假设(H1):原假设是对总体参数的某种陈述,备选假设是对原假设的否定。

例如,假设检验中常见的原假设是总体参数等于某个特定值,备选假设是总体参数不等于该特定值。

2. 选择检验统计量:检验统计量是根据样本数据计算的统计量,用于衡量观察到的样本结果与原假设之间的差异。

3. 确定显著性水平(α):显著性水平是在假设检验中指定的判断标准,通常取0.05或0.01。

当P值(观察到的统计量发生的概率)小于显著性水平时,拒绝原假设,否则接受原假设。

4. 进行假设检验:根据选择的检验统计量,计算其观察值,并与理论上的检验统计量分布进行比较,得出拒绝或接受原假设的结论。

假设检验在实际中的应用非常广泛,比如医学研究中对新药物疗效的检验、市场调研中对产品平均销量的检验等。

二、方差分析方差分析是一种用于比较多个总体均值差异是否显著的统计方法。

方差分析的基本思想是将总体的差异分解成不同成分,通过比较成分之间的差异来判断总体均值是否存在差异。

方差分析主要包括以下几个步骤:1. 提出假设:假设要比较的多个总体没有显著差异(H0),备选假设为多个总体之间存在显著差异(H1)。

2. 计算变异程度:将总体的差异分解成组间变异和组内变异两部分。

组间变异是指各个样本均值与总体均值之间的差异,组内变异是指同一样本内各个观测值与样本均值之间的差异。

3. 计算F值:根据组间变异和组内变异的比值计算F值。

F值越大,说明组间差异相对于组内差异的贡献越大。

4. 判断显著性:将计算得到的F值与理论上的F分布进行比较,得出拒绝或接受原假设的结论。

假设检验方差分析

假设检验方差分析

方差分析是通过比较不同组别之间的差异来检验假设
的一种统计方法。
02
它通过将总变异性分解为组间变异性和组内变异性,
来评估组间差异是否显著。
03
方差分析的基本思想是,如果各组之间存在显著差异
,那么组间变异性应该大于组内变异性。
方差分析的应用场景
01 比较不同组别之间的平均值是否存在显著差异。 02 检验一个或多个分类变量对连续变量的影响。 03 在实验设计中,用于评估不同处理或条件下的结
进行统计检验
根据样本数据和选择的统计量, 计算相应的值并进行统计检验。
提出假设
根据研究问题和数据情况,提 出原假设和备择假设。
确定显著性水平
确定一个合适的显著性水平, 用于判断假设是否成立。
做出推断
根据统计检验的结果,做出拒 绝或接受原假设的推断。
03 方差分析的原理及应用
方差分析的基本思想
01
提高数据分析的全面性和准确性。
04
加强假设检验和方差分析的理论研究,深入探讨其数 学原理和理论基础,为方法的改进和创新提供理论支 持。
THANKS FOR WATC
多因素方差分析用于比较多个分类变量与一个连续变量的关系。
详细描述
例如,比较不同品牌、不同型号、不同生产年份手机的使用寿命,通过多因素方差分析可以判断这些 因素对手机使用寿命的影响是否有显著差异。
05 结论
假设检验和方差分析的重要性
假设检验是统计学中一种重要的统计推断方法,通过检验假设是否成立,可以判断样本数据是否支持 或拒绝原假设,从而得出科学可靠的结论。
04 实际应用案例
单因素方差分析
总结词
单因素方差分析用于比较一个分类变 量与一个连续变量的关系。

八章假设检验与方差分析

八章假设检验与方差分析
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假设检验的基本原理

根 就
据 可
检 以
验 决
统 定
计 是
量 否
假设检验
1 假设检验的基本问题 2 一个总体参数的检验 3 两个总体参数的检验
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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
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第一节 假设检验的基本问题
1 假设的陈述 2 两类错误与显著性水平 3 统计量与拒绝域 4 利用P值进行决策 5 统计显著性与实际显著性
• 一般来说,对于一个给定的样本,如果犯第Ι类 错误的代价比犯第Ⅱ类错误的代价相对较高,则 将犯第Ⅰ类错误的概率定得低些较为合理;反之, 如果犯第Ι类错误的代价比犯第Ⅱ类错误的代价 相对较低,则将犯第Ⅰ类错误的概率定得高些
• 一般来说,发生哪一类错误的后果更为严重,就 应该首要控制哪类错误发生的概率。但由于犯第 Ι类错误的概率是可以由研究者控制的,因此在 假设检验中,人们往往先控制第Ι类错误的发生
1%?) • 2. 在一次试验中小概率事件一旦发生,我们就有理由拒绝原假设 • 3. 小概率由研究者事先确定
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统计量与拒绝域
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• 在一般的假设检验过程中,研究者倾向于通过样本信息提供对备择假设的支持,而倾向于作出“拒绝原假 设”的结论。
• 样本提供的信息繁杂,往往需要对这些信息进行压缩和提炼,检验统计量便是对样本信息进行压缩和概括 的结果。

此外,样本容量是另一个重要指标
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显著性水平
(significant level)
• 1. 是一个概率值 • 2. 原假设为真时,拒绝原假设的概率

管理统计学八章假设检验与方差分析

管理统计学八章假设检验与方差分析

第八章假设检验与方差分析本章学习目的♦理解原假设、备择假设、两类错误、单侧检验、双侧检验、方差分析等概念♦掌握三种不同的实际情况下——陈述正确性、研究性、决策——建立假设检验的方法♦掌握总体方差已知或未知时正态总体的均值假设检验和总体比例的假设检验本章重难点提示♦重点是三种不同情况下的假设检验方法,总体方差已知时正态总体均值和总体比例的假设检验♦难点是总体方差未知时正态总体均值的假设检验和方差分析第一节假设检验一、假设检验的概念假设(hypothesis),又称统计假设,是对总体参数的具体数值所作的陈述假设检验(hypothesis test)是先对总体参数提出某种假设,然后利用样本信息判断假设是否成立的过程㈠原假设与备择假设原假设(null hypothesis),又称零假设,用表示,是指研究者想收集证据予以反对的假设备择假设(alternative hypothesis),用或表示,是指研究者想收集证据予以支持的假设,它与原假设陈述的内容相反0H 1H H假设检验的三种类型1.对陈述正确性的检验在这种情况下,原假设通常是基于假定的陈述是正确的。

然后建立备择假设,为拒绝提供统计证据,从而证明这个假定的陈述是错误的2.对研究性假设的检验在研究性假设检验的调查研究中,应该建立原假设和备择假设,并用备择假设来表示研究性假设,这样如果拒绝,将支持样本所得出的结论以及应该采取某些行动3.对决策情况下的检验在决策情况下的检验研究中,决策者必须从两种措施中挑选其中一种,无论是接受还是拒绝,都必须采取一定的措施假设检验的三种形式设表示在原假设和备择假设中考虑的某一特定数值,表示总体的实际值。

对总体的假设检验一定要采取下面的三种形式之一:⑴⑵⑶00H μμ≥:10H μμp :00H μμ≤:10H μμf :00H μμ=:10H μμ≠:0μμ㈡拒绝域与检验统计量♦拒绝域是指能够作出拒绝原假设这一结论的所有可能的样本取值范围♦检验统计量是根据样本数据计算出来的,并据以对原假设和备择假设作出决策的某种样本统计量㈢单侧检验与双侧检验♦单侧检验是指检验统计量的取值位于其抽样分布的某一侧范围内时拒绝原假设,也就是说抽样分布的某一侧构成了拒绝域♦双侧检验是指检验统计量的取值位于其抽样分布的任何一侧范围内时拒绝原假设,也就是说抽样分布的左右两侧共同构成了拒绝域二、假设检验中的两类错误**♦第Ⅰ类错误/弃真错误(type Ⅰerror)当原假设为真时拒绝原假设。

假设检验与方差分析

假设检验与方差分析
基于总体参数的假设进行检验,例如均值、方差等。
参数检验
不依赖于总体参数的假设,而是直接对样本数据进行统计分析,例如中位数、众数等。
非参数检验
假设检验的类型
做出推断
根据样本数据和临界值的比较结果,做出关于总体参数的推断。
计算临界值
根据选择的统计量和显著性水平,计算临界值。
确定显著性水平
选择一个合适的显著性水平,用于判断样本数据是否具有统计学上的意义。
03
2. 收集数据
收集不同肥料处理下的农作物产量数据。
04
3. 数据整理
对数据进行整理,分组并计算各组的均值和总体均值。
05
4. 计算方差分析表
包括组间方差、组内方差和总方差。
06
5. 做出决策
根据组间方差和组内方差的比较,判断是否拒绝原假设。
方差分析案例
06
总结与展望
总结
01
假设检验与方差分析是统计学中常用的方法,用于研究不同组别之间的差异和比较不同数据集之间的关系。
假设检验与方差分析
目录
contents
引言 假设检验的基本概念 方差分析的基本概念 假设检验与方差分析的关联 案例分析 总结与展望
01
引言
是一种统计推断方法,通过检验样本数据是否符合某一假设,从而对总体做出推断。
是一种统计方法,用于比较不同组数据的均值是否存在显著差异。
主题介绍
方差分析
假设检验
对未来研究的展望
随着大数据时代的到来,数据量越来越大,对于高维数据的处理和分析成为未来研究的热点。如何利用假设检验与方差分析等方法处理高维数据,揭示其内在结构和规律,是未来研究的重要方向。
THANKS FOR

假设检验方差分析

假设检验方差分析
假设检验方差分析
• 假设检验概述 • 方差分析概述 • 独立样本T检验 • 配对样本T检验 • 单因素方差分析 • 多因素方差分析
目录
Part
01
假设检验概述
定义与原理
定义
假设检验是一种统计方法,用于根据 样本数据对总体参数做出推断。
原理
基于样本数据和适当的统计量,对总 体参数做出接受或拒绝的决策。
适用条件
数据正态分布
两个样本的数据应符合正 态分布,这是配对样本T 检验的前提条件。
独立性
两个样本之间应相互独立, 不存在相互影响的关系。
方差齐性
两个样本的方差应具有齐 性,即方差相等。
实例分析
数据收集
收集两个相关样本的数据,例如 比较两种不同类型运动对心率的 影响。
结果解释
若P值小于显著性水平(如0.05),则 认为两个样本的均值存在显著差异; 若P值大于显著性水平,则认为两个样 本的均值无显著差异。
数据处理
计算两个样本的差值,并计算差 值的均值和标准差。
数据分析
利用T检验公式计算T值和自由度, 并查表得到对应的P值。根据P值 判断两个样本的均值是否存在显 著差异。
Part
05
单因素方差分析
定义与原理
定义
单因素方差分析(One-way ANOVA)是一种统计方法,用于比较三个或更多 独立样本组的均值是否存在显著差异。
THANKS
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计算样本数据
收集样本数据并计算统计 量值。
确定显著性水平
确定一个合适的显著性水 平,用于判断原假设是否 被拒绝。
Part
02
方差分析概述
方差分析的定义
方差分析(ANOVA)是一种统计方法,用于比较两个或多个组之间的平均值差异,以确 定这些差异是否由随机误差引起,还是由于处理因素或自变量引起的。

统计学中的方差分析与假设检验

统计学中的方差分析与假设检验

统计学中的方差分析与假设检验方差分析(Analysis of Variance,简称ANOVA)是统计学中一种常用的假设检验方法,用于比较两个或多个样本的均值是否存在显著差异。

方差分析通过对不同组之间的方差进行比较,判断样本均值是否有统计学上的差异。

本文将介绍方差分析的基本原理和假设检验的步骤。

一、方差分析的基本原理方差分析是一种多个总体均值比较的方法,它通过计算组间离散度与组内离散度的比值来判断样本均值是否有显著差异。

方差分析的基本原理可以用以下公式表示:$$F=\frac{MS_{\text{between}}}{MS_{\text{within}}}$$其中,F为方差比值,$MS_{\text{between}}$为组间均方,$MS_{\text{within}}$为组内均方。

方差比值F的值越大,说明组间差异相对于组内差异的贡献越大,即样本均值之间的差异越显著。

通过查找F分布表,可以确定F值对应的显著性水平,从而判断样本均值是否有显著差异。

二、假设检验的步骤方差分析的假设检验可以分为以下几个步骤:1. 建立假设- 零假设(H0):各组样本的均值相等,即$\mu_1=\mu_2=...=\mu_k$- 备择假设(H1):至少有两个组样本的均值不相等,即$\mu_i\neq\mu_j$2. 计算组间均方- 组间均方$MS_{\text{between}}$的计算公式为:$MS_{\text{between}}=\frac{SS_{\text{between}}}{df_{\text{between}}}$ - 其中,$SS_{\text{between}}$为组间平方和,$df_{\text{between}}$为组间自由度。

3. 计算组内均方- 组内均方$MS_{\text{within}}$的计算公式为:$MS_{\text{within}}=\frac{SS_{\text{within}}}{df_{\text{within}}}$ - 其中,$SS_{\text{within}}$为组内平方和,$df_{\text{within}}$为组内自由度。

统计学中的假设检验与方差分析

统计学中的假设检验与方差分析

统计学是一门研究收集、分析、解释和展示数据的学科,它在科学研究、商业分析、政府决策以及医学等领域中发挥着重要作用。

其中,假设检验与方差分析是统计学中常用的两种方法。

假设检验是通过对数据进行统计分析,来验证研究者提出的关于总体特征的假设是否成立的方法。

假设检验分为参数检验和非参数检验,其中参数检验是根据总体参数的已知或假设值,利用样本观测值计算检验统计量,并对其进行显著性检验;非参数检验则在不考虑总体参数的情况下,利用样本观测值直接进行显著性检验。

在假设检验中,我们假设一个“原假设”(H0),通常是认为不存在任何关系或差别,以及一个“备择假设”(H1),通常是认为存在某种关系或差别。

然后,利用样本数据计算检验统计量,根据统计学原理和假设检验的显著性水平,计算P值(P-value),P值小于显著性水平时,我们会拒绝原假设,否则接受原假设。

方差分析(ANOVA)是一种用于比较两个或多个样本均值是否存在显著差异的统计方法。

方差分析通过计算组间差异与组内差异的比值来判断均值之间的差异是否显著。

在方差分析中,我们将总平方和分解为组间平方和和组内平方和,然后计算组间平方和与组内平方和的比值(F值),根据F值与显著性水平的比较来判断均值是否存在显著差异。

假设检验与方差分析在数据分析中有着广泛的应用。

举一个例子来说明。

假设我们想研究不同年龄段的人的身高差异。

我们可以做一个假设,即不同年龄段的人的身高是相同的(H0)。

然后我们收集不同年龄段的人的身高数据,并计算样本均值和样本标准差。

通过假设检验和方差分析,我们可以比较不同年龄段的身高是否存在显著差异,并得出结论。

在实际应用中,假设检验和方差分析也需要注意一些问题。

首先,需要选择适当的统计方法,确保数据的分布符合所选方法的假设。

其次,需要确定显著性水平,通常选择0.05或0.01作为界限。

最后,需要进行假设检验和方差分析的正确解读,避免错误地推断结果。

综上所述,假设检验与方差分析是统计学中重要的方法,可以用于研究不同总体特征之间的差异。

假设检验项目假设检验回归分析与方差分析

假设检验项目假设检验回归分析与方差分析

假设检验项目假设检验回归分析与方差分析 GE GROUP system office room 【GEIHUA16H-GEIHUA项目八 假设检验、回归分析与方差分析实验1 假设检验实验目的 掌握用Mathematica 作单正态总体均值、方差的假设检验, 双正态总体的均值差、方差比的假设检验方法, 了解用Mathematica 作分布拟合函数检验的方法.基本命令1.调用假设检验软件包的命令<<Statistics\HypothesisTests.m输入并执行命令<<Statistics\HypothesisTests.m2.检验单正态总体均值的命令MeanTest命令的基本格式为MeanTest[样本观察值,0H 中均值0μ的值, TwoSided->False(或True), Known Variance->None (或方差的已知值20σ),SignificanceLevel->检验的显著性水平α,FullReport->True]该命令无论对总体的均值是已知还是未知的情形均适用.命令MeanTest 有几个重要的选项. 选项Twosided->False 缺省时作单边检验. 选项Known Variance->None 时为方差未知, 所作的检验为t 检验. 选项Known Variance->20σ时为方差已知(20σ是已知方差的值), 所作的检验为u 检验. 选项Known Variance->None 缺省时作方差未知的假设检验. 选项SignificanceLevel->0.05表示选定检验的水平为0.05. 选项FullReport->True 表示全面报告检验结果.3.检验双正态总体均值差的命令MeanDifferenceTest命令的基本格式为MeanDifferenceTest[样本1的观察值,样本2的观察值,0H 中的均值21μμ-,选项1,选项2,…]其中选项TwoSided->False(或True), SignificanceLevel->检验的显著性水平α,FullReport->True 的用法同命令MeanTest 中的用法. 选项EqualVariances->False(或True)表示两个正态总体的方差不相等(或相等).4.检验单正态总体方差的命令VarianceTest命令的基本格式为VarianceTest[样本观察值,0H 中的方差20σ的值,选项1,选项2,…]该命令的选项与命令MeanTest 中的选项相同.5.检验双正态总体方差比的命令VarianceRatioTest命令的基本格式为VarianceRatioTest[样本1的观察值,样本2的观察值,0H 中方差比2221σσ的值,选项1,选项2,…] 该命令的选项也与命令MeanTest 中的选项相同.注: 在使用上述几个假设检验命令的输出报告中会遇到像OneSidedPValue->0.000217593这样的项,它报告了单边检验的P 值为0.000217593. P 值的定义是: 在原假设成立的条件下, 检验统计量取其观察值及比观察值更极端的值(沿着对立假设方向)的概率. P 值也称作“观察”到的显著性水平. P 值越小, 反对原假设的证据越强. 通常若P 低于5%, 称此结果为统计显著; 若P 低于1%,称此结果为高度显著.6.当数据为概括数据时的假设检验命令当数据为概括数据时, 要根据假设检验的理论, 计算统计量的观察值, 再查表作出结论. 用以下命令可以代替查表与计算, 直接计算得到检验结果.(1)统计量服从正态分布时, 求正态分布P 值的命令NormalPValue. 其格式为NormalPValue[统计量观察值,显著性选项,单边或双边检验选项](2)统计量服从t 分布时, 求t 分布P 值的命令StudentTPValue. 其格式为StudentTPValue[统计量观察值,自由度,显著性选项,单边或双边检验选项](3)统计量服从2χ分布时, 求2χ分布P 值的命令ChiSquarePValue. 其格式为ChiSquarePValue[统计量观察值,自由度,显著性选项,单边或双边检验选项](4)统计量服从F 分布时, 求F 分布P 值的命令FratioPValue. 其格式为FratioPValue[统计量观察值,分子自由度,分母自由度,显著性选项,单边或双边检验选项](5)报告检验结果的命令ResultOfTest. 其格式为ResultOfTest[P 值,显著性选项,单边或双边检验选项,FullReport->True] 注:上述命令中, 缺省默认的显著性水平都是0.05, 默认的检验都是单边检验. 实验举例单正态总体均值的假设检验(方差已知情形)例1.1 (教材 例1.1) 某车间生产钢丝, 用X 表示钢丝的折断力, 由经验判断),(~2σμN X , 其中228,570==σμ, 今换了一批材料, 从性能上看, 估计折断力的方差2σ不会有什么变化(即仍有228=σ), 但不知折断力的均值μ和原先有无差别. 现抽得样本, 测得其折断力为578 572 570 568 572 570 570 572 596 584取,05.0=α试检验折断力均值有无变化?根据题意, 要对均值作双侧假设检验570:,570:10≠=μμH H输入<<Statistics\HypothesisTests.m 执行后, 再输入 data1={578,572,570,568,572,570,570,572,596,584};MeanTest[data1,570,SignificanceLevel->0.05,KnownVariance->64,TwoSided->True,FullReport->True](*检验均值, 显著性水平05.0=α, 方差083.02=σ已知*)则输出结果{FullReport->MeanTestStat Distribution 575.2 2.05548 NormalDistribution[] TwoSidedPValue->0.0398326,Reject null hypothesis at significance level ->0.05}即结果给出检验报告: 样本均值2.575=x , 所用的检验统计量为u 统计量(正态分布),检验统计量的观测值为2.05548, 双侧检验的P 值为0.0398326, 在显著性水平05.0=α下, 拒绝原假设, 即认为折断力的均值发生了变化.例1.2 (教材 例1.2) 有一工厂生产一种灯管, 已知灯管的寿命X 服从正态分布)40000,(μN , 根据以往的生产经验, 知道灯管的平均寿命不会超过1500小时. 为了提高灯管的平均寿命, 工厂采用了新的工艺. 为了弄清楚新工艺是否真的能提高灯管的平均寿命,他们测试了采用新工艺生产的25只灯管的寿命. 其平均值是1575小时, 尽管样本的平均值大于1500小时, 试问: 可否由此判定这恰是新工艺的效应, 而非偶然的原因使得抽出的这25只灯管的平均寿命较长呢?根据题意, 需对均值的作单侧假设检验 1500:,1500:10>≤μμH H检验的统计量为 n X U /0σμ-=, 输入 p1=NormalPValue[(1575-1500)/200*Sqrt[25]]ResultOfTest[p1[[2]],SignificanceLevel ->0.05,FullReport ->True]执行后的输出结果为OneSidedPValue ->0.0303964{OneSidedPValue->0.0303964,Fail to reject null hypothesis at significance level ->0.05}即输出结果拒绝原假设单正态总体均值的假设检验(方差未知情形)例1.3 (教材 例1.3) 水泥厂用自动包装机包装水泥, 每袋额定重量是50kg, 某日开工后随机抽查了9袋, 称得重量如下:49.6 49.3 50.1 50.0 49.2 49.9 49.8 51.0 50.2设每袋重量服从正态分布, 问包装机工作是否正常(05.0=α)?根据题意, 要对均值作双侧假设检验:50:;50:10≠=μμH H输入data2={49.6,49.3,50.1,50.0,49.2,49.9,49.8,51.0,50.2};MeanTest[data2,50.0,SignificanceLevel ->0.05,FullReport ->True](*单边检验且未知方差,故选项TwoSided,KnownVariance 均采用缺省值*)执行后的输出结果为{FullReport->Mean TestStat Distribution,49.9 -0.559503 StudentTDistribution[8]OneSidedPValue ->0.295567,Fail to reject null hypothesis at significance level ->0.05}即结果给出检验报告: 样本均值9.49=X , 所用的检验统计量为自由度8的t 分布(t 检验),检验统计量的观测值为-0.559503, 双侧检验的P 值为0.295567, 在显著性水平05.0=α下, 不拒绝原假设, 即认为包装机工作正常.例1.4 (教材 例1.4) 从一批零件中任取100件,测其直径,得平均直径为5.2,标准差为1.6.在显著性水平05.0=α下,判定这批零件的直径是否符合5的标准. 根据题意, 要对均值作假设检验: .5:;5:10≠=μμH H 检验的统计量为n s X T /0μ-=, 它服从自由度为1-n 的t 分布. 已知样本容量,100=n 样本均值2.5=X , 样本标准差6.1=s .输入StudentTPValue[(5.2-5)/1.6*Sqrt[100],100-1, TwoSided->True]则输出TwoSidedPValue->0.214246 即P 值等于0.214246, 大于0.05, 故不拒绝原假设, 认为这批零件的直径符合5的标准.单正态总体的方差的假设检验例1.5 (教材 例1.5) 某工厂生产金属丝, 产品指标为折断力. 折断力的方差被用作工厂生产精度的表征. 方差越小, 表明精度越高. 以往工厂一直把该方差保持在64(kg 2)与64以下. 最近从一批产品中抽取10根作折断力试验, 测得的结果(单位为千克) 如下:578 572 570 568 572 570 572 596 584 570 由上述样本数据算得74.75,2.5752==s x .为此, 厂方怀疑金属丝折断力的方差是否变大了. 如确实增大了, 表明生产精度不如以前, 就需对生产流程作一番检验, 以发现生产环节中存在的问题.根据题意, 要对方差作双边假设检验:64:;64:2120>≤σσH H 输入 data3={578,572,570,568,572,570,572,596,584,570};VarianceTest[data3,64,SignificanceLevel->0.05,FullReport->True](*方差检验,使用双边检验,05.0=α*)则输出{FullReport->Variance TestStat Distribution75.7333 10.65 ChiSquareDistribution[9]OneSidedPValue->0.300464,Fail to reject null hypothesis at significance level->0.05}即检验报告给出: 样本方差,7333.752=s 所用检验统计量为自由度4的2χ分布统计量(2χ 检验), 检验统计量的观测值为10.65, 双边检验的P 值为0.300464, 在显著性水平05.0=α 时, 接受原假设, 即认为样本方差的偏大系偶然因素, 生产流程正常, 故不需再作进一步的 检查.例1.6 (教材 例1.6) 某厂生产的某种型号的电池, 其寿命(以小时计) 长期以来服从方差50002=σ的正态分布, 现有一批这种电池, 从它的生产情况来看, 寿命的波动性有所改变. 现随机取26只电池, 测出其寿命的样本方差92002=s .问根据这一数据能否推断这批电池的寿命的波动性较以往的有显著的变化(取02.0=α)?根据题意, 要对方差作双边假设检验: 5000:;5000:2120≠=σσH H所用的检验统计量为,)1(2022σχS n -=它服从自由度为1-n 的2χ分布.已知样本容量,26=n 样本方差.92002=s输入ChiSquarePValue[(26-1)*9200/5000, 26-1,TwoSided->True]则输出TwoSidedPValue->0.0128357.即P 值小于0.05, 故拒绝原假设. 认为这批电池寿命的波动性较以往有显著的变化.双正态总体均值差的检验(方差未知但相等)例1.7 (教材 例1.7) 某地某年高考后随机抽得15名男生、12名女生的物理考试成绩如下:男生: 49 48 47 53 51 43 39 57 56 46 42 44 55 44 40女生: 46 40 47 51 43 36 43 38 48 54 48 34从这27名学生的成绩能说明这个地区男女生的物理考试成绩不相上下吗?(显著性水平05.0=α).根据题意, 要对均值差作单边假设检验:211210:,:μμμμ≠=H H输入 data4={49.0,48,47,53,51,43,39,57,56,46,42,44,55,44,40};data5={46,40,47,51,43,36,43,38,48,54,48,34};MeanDifferenceTest[data4,data5,0,SignificanceLevel->0.05,TwoSided->True,FullReport->True,EqualVariances->True,FullReport->True](*指定显著性水平05.0=α,且方差相等*)则输出{FullReport-> MeanDiff TestStat Distribution 3.6 1.56528 tudentTDistribution[25],OneSidedPValue->0.13009,Fail to reject null hypothesis at significance level->0.05}即检验报告给出: 两个正态总体的均值差为3.6, 检验统计量为自由度25的t 分布(t 检验),检验统计量的观察值为1.56528, 单边检验的P 值为0.13009, 从而没有充分理由否认原假 设, 即认为这一地区男女生的物理考试成绩不相上下.双正态总体方差比的假设检验例1.8 (教材 例1.8) 为比较甲、乙两种安眠药的疗效, 将20名患者分成两组, 每组10人, 如服药后延长的睡眠时间分别服从正态分布, 其数据为(单位:小时):甲: 5.5 4.6 4.4 3.4 1.9 1.6 1.1 0.8 0.1 -0.1乙: 3.7 3.4 2.0 2.0 0.8 0.7 0 -0.1 -0.2 -1.6问在显著性水平05.0=α下两重要的疗效又无显著差别.根据题意, 先在21,μμ未知的条件下检验假设:2221122210:,:σσσσ≠=H H输入 list1={5.5,4.6,4.4,3.4,1.9,1.6,1.1,0.8,0.1,-0.1};list2={3.7,3.4,2.0,2.0,0.8,0.7,0,-0.1,-0.2,-1.6};VarianceRatioTest[list1,list2,1,SignificanceLevel->0.05,TwoSided->True,FullReport->True](*方差比检验,使用双边检验,05.0=α*) 则输出{FullReport->Ratio TestStat Distribution1.41267 1.41267 FratioDistribution[9,9],TwoSidedPValue->0.615073,Fail to reject null hypothesis at significancelevel->0.05}即检验报告给出: 两个正态总体的样本方差之比2221s s 为1.41267, 检验统计量的分布为)9,9(F 分布(F 检验), 检验统计量的观察值为1.41267, 双侧检验的P 值为0.615073. 由检验报告知两总体方差相等的假设成立.其次, 要在方差相等的条件下作均值是否相等的假设检验:211210:,:μμμμ≠'='H H 输入MeanDifferenceTest[list1,list2,0,EqualVariances->True,SignificanceLevel->0.05,TwoSided->True,FullReport->True](*均值差是否为零的检验,已知方差相等,05.0=α,双边检验*)则输出{FullReport->MeanDiff TestStat Distribution1.26 1.52273 StudentTDistribution[18],TwoSidedPValue->0.1452,Fail to reject null hypothesis at significance level->0.05}根据输出的检验报告, 应接受原假设,:210μμ='H 因此, 在显著性水平05.0=α下可认为21μμ=.综合上述讨论结果, 可以认为两种安眠药疗效无显著差异.例1.9 (教材 例1.9) 甲、乙两厂生产同一种电阻, 现从甲乙两厂的产品中分别随机抽取12个和10个样品, 测得它们的电阻值后, 计算出样本方差分别为,40.121=s .38.422=s 假设电阻值服从正态分布, 在显著性水平10.0=ε下, 我们是否可以认为两厂生产的电阻值的方差相等.根据题意, 检验统计量为,2221S S F =它服从自由度(1,121--n n )的F 分布.已知样本容量10,1221==n n , 样本方差.38.4,40.12221==s s 该问题即检验假设:2221122210:,:σσσσ≠=H H 输入FRatioPValue[1.40/4.38,12-1,10-1,TwoSided->True,SignificanceLevel->0.1]则输出TwoSidedPValue->0.0785523,Reject null hypothesis at significance level->0.1}所以, 我们拒绝原假设, 即认为两厂生产的电阻阻值的方差不同分布拟合检验——2χ检验法例1.10 (教材 例1.10) 下面列出84个伊特拉斯坎男子头颅的最大宽度(单位:mm):141 148 132 138 154 142 150 146 155 158 150 140 147 148 144150 149 145 149 158 143 141 144 144 126 140 144 142 141 140145 135 147 146 141 136 140 146 142 137 148 154 137 139 143140 131 143 141 149 148 135 148 152 143 144 141 143 147 146150 132 142 142 143 153 149 146 149 138 142 149 142 137 134144 146 147 140 142 140 137 152 145试检验上述头颅的最大宽度数据是否来自正态总体(1.0=α)?输入数据data2={141,148,132,138,154,142,150,146,155,158,150,140, 147,148,144,150,149,145,149,158,143,141,144,144,126,140, 144,142,141,140,145,135,147,146,141,136,140,146,142,137, 148,154,137,139,143,140,131,143,141,149,148,135,148,152, 143,144,141,143,147,146,150,132,142,142,143,153,149,146, 149,138,142,149,142,137,134,144,146,147,140,142,140,137,152,145};输入Min[data2]|Max[data2] 则输出126|158即头颅宽度数据的最小值为126, 最大值为158. 考虑区间[124.5,159.5], 它包括了所有的数据. 以5为间隔, 划分小区间. 计算落入每个小区间的频数, 输入pshu=BinCounts[data2,{124.5,159.5,5}] 则输出{1,4,10,33,24,9,3}因为出现了两个区间内的频数小于5, 所以要合并小区间. 现在把频数为1, 4的两个区间合并, 再把频数为9, 3的两个区间合并. 这样只有5个小区间. 这些区间为(5.134,-∞),),,5.154(,],5.139,5.134(+∞为了计算分布函数在端点的值, 输入zu=Table[129.5+j*5,{j,1,4}] 则输出{134.5,139.5,144.5,149.5}以这4个数为分点,把),(+∞-∞分成5个区间后,落入5个小区间的频数分别为5, 10, 33, 24,12.它们除以数据的总个数就得到频率. 输入plv={5,10,33,24,12}/Length[data2]则输出⎭⎬⎫⎩⎨⎧71,72,2811,425,845 下面计算在0H 成立条件下, 数据落入5个小区间的概率. 输入nor=NormalDistribution[Mean[data2],StandardDeviationMLE[data2]];(*Mean[data2]是总体均值的极大似然估计,StandardDeviationMLE[data2]是总体标准差的极大似然估计,NormalDistribution 是正态分布,因此nor 是由极大似然估计得到的正态分布*)Fhat=CDF[nor,zu] (*CDF 是分布函数的值*)则输出{0.0590736,0.235726,0.548693,0.832687}此即0H 成立条件下分布函数在分点的值. 再求相邻两个端点的分布函数值之差, 输入 Fhat2=Join[{0},Fhat,{1}];glv=Table[Fhat2[[j]]-Fhat2[[j-1]],{j,2,Length[Fhat2]}]则输出{0.0590736,0.176652,0.312967,0.283994,0.167313}输入计算检验统计量2χ值的命令chi=Apply[Plus,(plv-glv)^2/glv*Length[data2]]则输出3.59235再输入求2χ分布的P 值命令ChiSquarePValue[chi,2] (*5-2-1=2为2χ分布的自由度*)则输出OneSidedPValue->0.165932这个结果表明0H 成立条件下, 统计量2χ取3.59235及比它更大的概率为0.165932, 因此不拒绝0H , 即头颅的最大宽度数据服从正态分布.实验习题1.设某种电子元件的寿命X (单位:h)服从正态分布22,),,(σμσμN 均未知. 现测得16只元件的寿命如下:159 280 101 212 224 379 179 264222 362 168 250 149 260 485 170问是否有理由认为元件的平均寿命225h?是否有理由认为这种元件寿命的方差≤852?2.某化肥厂采用自动流水生产线,装袋记录表明,实际包重)2,100(~2N X ,打包机必须定期进行检查,确定机器是否需要调整,以确保所打的包不至过轻或过重,现随机抽取9包, 测得数据(单位:kg)如下102 100 105 103 98 99 100 97 105若要求完好率为95%,问机器是否需要调整?3.某炼铁厂的铁水的含碳量X 在正常情况下服从正态分布.现对操作工艺进行了某些改进,从中抽取5炉铁水测得含碳量百分比的数据如下4.421 4.052 4.357 4.287 4.683据此是否可以认为新工艺炼出的铁水含碳量的方差仍为?)05.0(108.02=α4.机器包装食盐,假设每袋盐的净重服从正态分布,规定每袋标准重量为500g,标准差不能超过0.02.某天开工后,为检验机械工作是否正常,从装好的食盐中随机地抽取9袋,则其净重(单位:500g)为0.994 1.014 1.02 0.95 0.968 0.968 1.048 0.982 1.03 问这天包装机工作是否正常(05.0=α)?5.(1)某切割机在正常工作时,切割每段金属棒的平均长度为10.5cm.今从一批产品中随机地抽取15段,测得其长度(单位:cm)如下10.4 10.6 10.1 10.4 10.5 10.3 10.3 10.2 10.9 10.6 10.8 10.5 10.7 10.2 10.7 设金属棒长度服从正态分布,且标准差没有变化,试问该机工作是否正常(05.0=α)?(2)上题中假定切割的长度服从正态分布,问该机切割的金属棒的平均长度有无显著变化(05.0=α)?(3)如果只假定切割的长度服从正态分布,问该机切割的金属棒长度的标准差有无显著变化(05.0=α)? 6. 在平炉上进行一项试验以确定改变操作方法的建议是否会增加钢的得率,试验是在同一平炉进行的, 每炼一炉钢时除操作方法外, 其他方法都尽可能做到相同.先用标准方法炼一炉, 然后用建议的新方法炼一炉, 以后交替进行, 各炼了10炉, 其得率分别为(1) 标准方法 78.1 72.4 76.2 74.3 77.4 78.4 76.0 75.5 76.7 77.3(2) 新 方 法 79.1 81.0 77.3 79.1 80.0 79.1 79.1 77.3 80.2 82.1设这两个样本相互独立, 且分别来自正态总体),(21σμN 和),(22σμN ,21,μμ和2σ均未知.问建议的新操作方法能否提高得率(05.0=α).7.某自动机床加工同一种类型的零件.现从甲、乙两班加工的零件中各抽验了5各,测得它们的直径(单位:cm)分别为甲: 2.066 2.063 2.068 2.060 2.067乙: 2.058 2.057 2.063 2.059 2.060已知甲、乙二车床加工的零件其直径分别为),(~),,(~2221σμσμN Y N X ,试根据抽样结果来说明两车床加工的零件的平均直径有无显著性差异(05.0=α)?8.设某产品的使用寿命近似服从正态分布,要求平均使用寿命不低于1000h.现从一批产品中任取25只, 测得平均使用寿命为950h,样本方差为100, 在05.0=α下,检验这批产品是否合格.9. 两台机器生产某种部件的重量近似服从正态分布.分别抽取60与30个部件进行检测,样本方差分别为.66.9,46.152221==s s 试在05.0=α下检验假设.:;:2221122210σσσσ>=H H10.设某电子元件的可靠性指标服从正态分布,合格标准之一为标准差.05.00=σ现检测15次,测得指标的平均值95.0=x ,指标的标准差.03.0=s 试在1.0=α下检验假设.05.0:;05.0:221220≠=σσH H11.对两种香烟中尼古丁含量进行6次测试,得到样本均值与样本方差分别为 22.9,25.6,67.25,5.252221====s s y x设尼古丁含量都近似服从正态分布,且方差相等.取显著性水平,05.0=α检验香烟中尼古丁含量的方差有无显著差异.。

如何撰写报告中的方差分析与假设检验

如何撰写报告中的方差分析与假设检验

如何撰写报告中的方差分析与假设检验引言:在实证研究中,方差分析和假设检验是常用的统计方法。

它们可以帮助研究者评估不同组别之间的差异并确定结果的显著性。

然而,撰写报告时,对方差分析和假设检验的描述和解释往往带有一定的难度。

本文将从数据的准备、实验设计、统计方法和结果解读几个方面进行详细论述。

具体而言,我们将探讨实验设计中的依赖变量和自变量、方差分析和假设检验的基本概念、结果呈现的方式、以及如何进行结果解读。

一、数据准备:方差分析和假设检验的首要前提是有一组可靠的数据。

在进行实验之前,研究者需要确定准确的变量和测量方法,并设计有效的实验条件。

此外,在收集数据之前,应确保样本的代表性以及样本量的合理性。

数据的准备阶段应特别注意数据的清理和检验。

只有经过仔细清理的数据才能保证结果的准确性和可靠性。

二、实验设计:实验设计是方差分析和假设检验中的关键环节。

在设计实验时,研究者需要考虑自变量、依赖变量和控制变量。

自变量是影响依赖变量的因素,而控制变量是排除其他可能影响结果的因素。

一个好的实验设计应具备以下几个要素:随机分组、重复性、平衡性和隐蔽性。

只有在这些条件下,方差分析和假设检验的结果才能具备统计学上的合理性。

三、方差分析的基本概念:方差分析是用来比较两个或多个组别平均值差异的统计方法。

它的基本原理是通过计算组内变差和组间变差来评估组别之间的差异。

组内变差反映了组内个体的异质性,而组间变差衡量了不同组别之间的异质性。

通过比较组内变差和组间变差的大小,我们可以判断组别之间的显著性差异。

四、假设检验的基本概念:假设检验是用来验证统计假设的方法。

在方差分析中,我们通常会对两个假设进行检验,即零假设和备择假设。

零假设是指没有组别差异存在,备择假设是指组别差异显著存在。

通过计算统计量和确定显著性水平,我们可以通过拒绝或接受零假设来得出结论。

五、结果呈现的方式:在报告中呈现方差分析和假设检验的结果时,应该包括所使用的统计方法、样本的特征和主要结果。

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为什么叫0 假设
提出原假设和备择假设

什么是备择假设?(Alternative Hypothesis) 1. 与原假设对立的假设 2. 总是有不等号: , 或


3. 表示为 H1
– –
H1: <某一数值,或 某一数值 例如, H1: < 3910(克),或 3910(克)
检验某项声明的有效性 将所作出的说明(声明)作为原假设 对该说明的质疑作为备择假设 先确立原假设H0
– 除非我们有证据表明“声明”无效,否则 就应认为该“声明”是有效的
单侧检验
(原假设与备择假设的确定)

例如,某灯泡制造商声称,该企业所生 产的灯泡的平均使用寿命在10000小时 以上
除非样本能提供证据表明使用寿命在 10000 小时以下,否则就应认为厂商的 声称是正确的 建立的原假设与备择假设应为 H0: 10000 H1: 10000

3.
2. 原假设为:H0: =0;备择假设 为:H1: 0 使用z-统计量 x 0 z ~ N (0,1) n
均值的双尾 Z 检验 (例题)
【例】某机床厂加工一种零件,根据经验知道,
该厂加工零件的椭圆度近似服从正态分布,其总 体均值为 0 =0.081mm ,总体标准差为 = 0.025 。今换一种新机床进行加工,抽取n=200 个零件进行检验,得到的椭圆度为0.076mm。 试问新机床加工零件的椭圆度的均值与以前有无 显著差异?(=0.05)
单侧检验
(显著性水平与拒绝域 )
抽样分布
拒绝域 置信水平

1- 接受域 H0值 样本统计量
临界值
左侧检验
(显著性水平与拒绝域 )
抽样分布
拒绝域 置信水平

1- 接受域
临界值
H0值
样本统计量
观察到的样本统计量
左侧检验
(显著性水平与拒绝域 )
抽样分布
拒绝域 置信水平

1- 接受域 H0值 样本统计量
1.
概念
– 事先对总体参数或分布形式作出某种假设 – 然后利用样本信息来判断原假设是否成立
2.
类型
– 参数假设检验 – 非参数假设检验
3.
特点
– 采用逻辑上的反证法 – 依据统计上的小概率原理
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
假设检验的基本思想
抽样分布
这个值不像我 们应该得到的 样本均值 ... ... 因此我们拒 绝假设 = 20
(计算结果)
H0:
1020 H1: > 1020 = 0.05 n = 16 临界值(s):
拒绝域 0.05
检验统计量:
z
x 0

n

1080 1020 100 14
2 .4
确定适当的检验统计量
规定显著性水平
计算检验统计量的值 作出统计决策
提出原假设和备择假设


什么是原假设?(Null Hypothesis)
1. 2. 3. 4.
– – –
H0: 某一数值 指定为 = 号,即 或 例如, H0: 3190(克)
待检验的假设,又称“0假设” 如果错误地作出决策会导致一系列后果 总是有等号 , 或 表示为 H0
H0 检验 实际情况 H0为真 1- H0为假 第二类错 误()
有罪
错误
正确
第一类错 功效(1-) 误()
错误和 错误的关系
和的关系就像 翘翘板,小就 大, 大就小
你不能同时减 少两类错误!


影响 错误的因素


1. 总体参数的真值
2. 显著性水平
当 减少时增大
确定适当的检验统计量

1. 2.
什么检验统计量?
用于假设检验问题的统计量 选择统计量的方法与参数估计相同,需考虑
1. 是大样本还是小样本 2. 总体方差已知还是未知
3.
检验统计量的基本形式为 x 0 z n
规定显著性水平

什么是显著性水平? 1. 是一个概率值

2. 原假设为真时,拒绝原假设的概率
均值的单尾Z检验
(例题)
【例】根据过去大量资料,某厂生产的灯泡
的使用寿命服从正态分布N~(1020,1002)。 现从最近生产的一批产品中随机抽取 16 只, 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?(=0.05)
均值的单尾Z检验
一个总体的检验
一个总体
均值
比例
方差
Z 检验
(单尾和双尾)
t 检验
(单尾和双尾)
Z 检验
(单尾和双尾)
2检验
(单尾和双尾)
检验的步骤





陈述原假设 H0 陈述备择假设 H1 选择显著性水平 选择检验统计量 选择n


给出临界值 搜集数据 计算检验统计量 进行统计决策 表述决策结果
– 原假设为真时拒绝原假设 – 会产生一系列后果 – 第一类错误的概率为 被称为显著性水平

2. 第二类错误(取伪错误)
– 原假设为假时接受原假设 – 第二类错误的概率为(Beta)
假设检验中的两类错误
(决策结果)
统计检验过程
H0: 无罪
假设检验就好像一场审判过程
陪审团审判 实际情况 裁决 无罪 无罪 正确 有罪 错误 接受H0 拒绝H0 决策
均值的单尾 Z 检验
(提出假设)
左侧:H0: 0 H1:< 0
拒绝 H0
右侧:H0: 0 H1: > 0
拒绝 H0
0
必须是显著地 低于 0
Z
0
必须显著地大于0
Z
均值的单尾Z检验
(例题)
【例】某批发商欲从生产厂家购进一批灯泡,
根据合同规定,灯泡的使用寿命平均不能低于 1000 小时。已知灯泡使用寿命服从正态分布, 标准差为 20 小时。在总体中随机抽取 100 只灯 泡,测得样本均值为960小时。批发商是否应该 购买这批灯泡? (=0.05)
... 如果这是总 体的真实均值 20
= 50 H0
样本均值
假设检验的过程
(提出假设→抽取样本→作出决策)
提出假设
我认为人口的平均 年龄是50岁
作出决策
拒绝假设! 别无选择.
总体


抽取随机样本
均值 X = 20
假设检验的步骤

提出原假设和备择假设
– 被称为抽样分布的拒绝域

3. 表示为 (alpha)
– 常用的 值有0.01, 0.05, 0.10

4. 由研究者事先确定
作出统计决策
1.
2.
3.
4.
计算检验的统计量 根据给定的显著性水平,查表得出相应 的临界值Z或Z/2 将检验统计量的值与 水平的临界值进 行比较 得出接受或拒绝原假设的结论
双侧检验
(原假设与备择假设的确定)
1. 双侧检验属于决策中的假设检验。也就是说,
不论是拒绝 H0还是接受 H0,我们都必需采 取相应的行动措施 2. 例如,某种零件的尺寸,要求其平均长度为 10厘米,大于或小于10厘米均属于不合格 3. 建立的原假设与备择假设应为 H0: 10 H1: 10
该企业生产的零件平均长度是4厘米吗? (属于决策中的假设)

提出原假设: H0: = 4

提出备择假设: H1: 4
双侧检验
(显著性水平与拒绝域 )
抽样分布
拒绝域 /2 1- /2 接受域 H0值 样本统计量 置信水平 拒绝域
临界值
临界值
双侧检验
(显著性水平与拒绝域 )
抽样分布
假设检验中的小概率原理
假设检验中的小概率原理

什么是小概率? 1. 在一次试验中,一个几乎不可能发生 的事件发生的概率

2. 在一次试验中小概率事件一旦发生, 我们就有理由拒绝原假设
3. 小概率由研究者事先确定

假设检验中的两类错误
(决策风险)
假设检验中的两类错误

1. 第一类错误(弃真错误)
双侧检验
(确定假设的步骤)

1. 例如问题为 : 检验该企业生产的零件 平均长度为4厘米 2. 步骤
– 从统计角度陈述问题 ( = 4) – 从统计角度提出相反的问题 ( 4)
必需互斥和穷尽
– 提出原假设 ( = 4) – 提出备择假设 ( 4)

符号
双侧检验
(例子)
临界值
临界值
单侧检验
(原假设与备择假设的确定)
1. 2.
3.
检验研究中的假设 将所研究的假设作为备择假设H1 将认为研究结果是无效的说法或理论作 为原假设 H0。或者说,把希望 ( 想要) 证 明的假设作为备择假设 先确立备择假设H1
单侧检验
(原假设与备择假设的确定)

例如,采用新技术生产后,将会使产品的 使用寿命明显延长到1500小时以上
有理由认为新机床加工的零件 的椭圆度与以前有显著差异
-1.96
0
1.96
Z
总体方差已知时的均值检验 (单尾 Z 检验)
均值的单尾 Z 检验
(2 已知)
1.
假定条件

总体服从正态分布 若不服从正态分布,可以用正态分布来 近似 (n30)
2. 3.
备择假设有<或>符号 使用z-统计量 x 0 z ~ N (0,1) n
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