总体分布的假设检验--教学设计
假设检验

Z <Zα/2
所以接受原假设,即该医院病 所以接受原假设 即该医院病 人候诊的时间无显著变化.。 人候诊的时间无显著变化 。
0.025
1- α
接受区域
0.025(α/2) ( )
-1.96
若
Z > Zα
2
则否定H 则否定 0
或总体分布未知、 或总体分布未知、大样本
0.025 0.025(2/α) ( )
检验统计量: 检验统计量
-1.96
1- α
x − µ0 t= ~ n − 1) ( s 1.96( Z ) ( n
2/α
t > t α (n − 1)
2
则否定H 则否定 0
t ≤ t α (n − 1)
2
则接受H 则接受 0
0.025 -1.96 1.96( Z 2/α ) ( 0.025(2/α) ( )
属于:总体正态,已知方差, 属于:总体正态,已知方差,双侧检验 ( H0: µ= µ0 )
(一)总体正态,已知方差,双侧检验 ( H0: µ= µ0 ) 总体正态,已知方差, 解:该批瓷砖进货的抗断强度X ~N( µ , 1.12 ) 该批瓷砖进货的抗断强度 ( S1 作假设 H0: µ= µ0 = 32.50 作假设:
x H 0 : µ = 300;H1 : µ ≠ 300 总体分布正态 但σ2未知, x =297, 总体分布正态,但 未知, n=10 =
x − µ0 t= ~ t(n − 1) s n 0.025 x − µ 0 297 − 3001- α t= = = −2.35 s 4.028 -1.96 1.96( Z ( n 10
数理统计之分布的假设检验

双样本正态性检验案例
案例背景:介绍双样本正态性检验的 背景和意义
案例数据:展示双样本正态性检验的 具体数据
疾病预防:通过 对某地区人群的 统计数据进行分 析,预测该地区 未来可能出现的 疾病流行趋势, 从而采取相应的 预防措施。
药物研发:通过 假设检验方法, 对某种新药的疗 效进行评估,以 确定该药物是否 具有潜在的治疗 价值。
在工程领域的应用
质量管理和控 制:假设检验 用于确定生产 过程是否稳定, 以及产品是否 符合规格要求。
多样本正态性检 验的目的:检验 多个样本是否符 合正态分布
多样本正态性检 验的方法:采用 KolmogorovSmirnov检验、 Shapiro-Wilk 检验等方法
多样本正态性检 验的步骤:对每 个样本分别进行 正态性检验,然 后采用适当的统 计方法对多个样 本进行综合分析
多样本正态性检 验的意义:为后 续的统计分析提 供合理的前提假 设,保证分析结 果的准确性自具有相同分布的总体的假设检验方法 假设:两个样本分别来自具有相同均值和标准差的正态分布总体 检验方法:计算两个样本的均值和标准差,然后进行t检验或z检验 结果解释:如果p值小于显著性水平,则拒绝原假设,认为两个样本不具有相同的分布
多样本正态性检验
分布假设检验对于提高统计推断的准确性和可靠性具有重要意义。
分布假设检验的步骤
提出假设 构造检验统计量 确定临界值 做出决策
03 分布的假设检验方法
单样本正态性检验
定义:对一个样本是否符合正态分布进行检验的方法
第七章假设检验

第一节 第二节 检验 假设检验的一般问题 总体均值, 总体均值,比例和方差的假设
学习目标
1. 了解假设检验的基本思想 2. 掌握假设检验的步骤 3. 能对实际问题作假设检验
第一节 假设检验的一般问题
一,假设检验的概念 二,假设检验的步骤 三,假设检验中的小概率原理 四,假设检验中的两类错误 五,双侧检验和单侧检验
拒绝域 置信水平
α
1-α 接受域 H0值 样本统计量
临界值
6,右侧检验(显著性水平与拒绝域 ) 右侧检验( 抽样分布
置信水平 拒绝域 1-α 接受域 H0值 观察到的样本统计量 样本统计量
α
临界值
抽样分布
1-α 接受域 H0值
置信水平 拒绝域
α
临界值
样本统计量
第二节 总体均值,比例和方差的假设检验
1,原假设为真时拒绝原假设 , 2,会产生一系列后果 , 3,第一类错误的概率为α ,第一类错误的概率为α
被称为显著性水平 第二类错误(取伪错误) (二)第二类错误(取伪错误)
1,原假设为假时接受原假设 , 2,第二类错误的概率为β ,第二类错误的概率为β
(三)列表
H0: 无罪
假设检验就好 像一场审判过程
2,确定假设的步骤 例如问题为: 检验该企业生产的零件平均长度为4厘米 步骤: (1)从统计角度陈述问题 ( = 4) 1 (2)从统计角度提出相反的问题 ( ≠ 4) 必需互斥和穷尽 (3)提出原假设 ( = 4) (4)提出备择假设 ( ≠ 4) 有 ≠ 符号
3,双侧检验(例子) 双侧检验(例子)
1,原假设与备择假设是一个完整事件组. 2,通常先确定备择假设,再定原假设. 3,等号总放在原假设. 4,两者的选择本质上带有主观色彩. 5,假设检验的目的主要是收集证据拒绝原 假设.
假设检验PPT课件

【学习目标】通过对本章的学习,掌握假设检验的概念和 类型、假设检验的两类错误和假设检验的一般步骤;重点掌握 单个总体均值的检验和比率的检验。
第一节 假设检验的基本问题 第二节 △ 假设检验的应用
假设检验
第一节 假设检验的基本问题
一、假设检验的概念 二、假设检验的两类错误 三、假设检验的类型 四、假设检验的类型一般步骤
假设检验
第一节 假设检验的基本问题
什么小概率?
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
第一节 假设检验的基本问题
二、假设检验的两类错误(决策风险)
(一) 第一类错误 第一类错误,亦称拒真(弃真)错误。是指当原假设为 真时,但由于样本的随机性使样本统计量的具体值落入 了拒绝区域,这时所作的判断是拒绝原假设。 犯第一类错误的概率亦称拒真概率,它实质上就是前面
t
986 1000 24
2.333>
t n 1 2.1315
16
2
所以接受 H1,即这天包装机工作不正常。
假设检验
第二节 假设检验的应用
二、单个总体比率(成数)的假设检验
比率P是平均数的一种特殊形式,因而前面讲的平均 数检验理论都适用于总体比率P的假设检验,只是估计量 的形式略有不同。
【例4】我国出口的参茸药酒畅销于某国市场。据以往调查, 购买此种酒的顾客中40岁以上的男子占50%。经营该药酒 的进出口公司经理关心这个比率是否发生了变化,于是, 委托一个咨询机构进行调查,这个咨询机构从众多购买该 药酒的顾客中随机抽取了400名进行调查,结果有210名为 40岁以上的男子。试问在0.05的显著水平上,能否认为购 买此种药酒的顾客中40岁以上男子所占比率变化了?
东华大学《概率论与数理统计》课件 第七章 假设检验

1. 2为已知, 关于的检验(U 检验 )
在上节中讨论过正态总体 N ( , 2 ) 当 2为已知时, 关于 = 0的检验问题 :
假设检验 H0 : = 0 , H1 : 0 ;
我们引入统计量U
=
− 0 0
,则U服从N(0,1)
n
对于给定的检验水平 (0 1)
由标准正态分布分位数定义知,
~
N (0,1),
由标准正态分布分位点的定义得 k = u1− / 2 ,
当 x − 0 / n
u1− / 2时, 拒绝H0 ,
x − 0 / n
u1− / 2时,
接受H0.
假设检验过程如下:
在实例中若取定 = 0.05, 则 k = u1− / 2 = u0.975 = 1.96, 又已知 n = 9, = 0.015, 由样本算得 x = 0.511, 即有 x − 0 = 2.2 1.96,
临界点为 − u1− / 2及u1− / 2.
3. 两类错误及记号
假设检验是根据样本的信息并依据小概率原
理,作出接受还是拒绝H0的判断。由于样本具有 随机性,因而假设检验所作出的结论有可能是错
误的. 这种错误有两类:
(1) 当原假设H0为真, 观察值却落入拒绝域, 而 作出了拒绝H0的判断, 称做第一类错误, 又叫弃
设 1,2, ,n 为来自总体 的样本,
因为 2 未知, 不能利用 − 0 来确定拒绝域. / n
因为 Sn*2 是 2 的无偏估计, 故用 Sn* 来取代 ,
即采用 T = − 0 来作为检验统计量.
Sn* / n
当H0为真时,
− 0 ~ t(n −1),
Sn* / n
由t分布分位数的定义知
两个总体的假设检验

评估产品在市场中的定位是否准确,例如测 试目标客户对产品特性的认知与产品定位是 否一致。
社会科学研究中的应用
01
社会现象比较
比较不同社会现象之间的关系, 例如检验不同国家或地区的教育 水平与经济发展之间的关联。
02
政策效果评估
03
文化差异研究
评估政策实施后的效果,例如检 验某项教育政策对提高学生学习 成绩的影响。
02
假设检验只能提供关于总体参数的有限信息,因为 它是基于样本的统计推断。
03
假设检验的结果受到多种因素的影响,包括样本大 小、样本分布、假设检验的类型等。
假设检验与置信区间的关系
假设检验和置信区间是两种不同的统计推断方法,但 它们之间存在一定的关系。
在某些情况下,可以通过置信区间来辅助进行假设检 验。例如,如果一个置信区间不包含预期的参数值,
比较不同文化背景下人们的价值 观、行为和态度,例如探究不同 文化对消费者行为的影响。
THANKS.
根据显著性水平和样本量确定 临界值。
做出推断
根据检验统计量的值和临界值 做出推断,得出结论。
两个总体参数的假设
02
检验
两个总体均数的比较
总结词
在统计学中,比较两个总体均数是一种常见的假设检验方法,用于评估两个总体在平均 水平上的差异。
详细描述
在两个总体均数比较的假设检验中,首先需要设定零假设和备择假设。零假设通常表示 两个总体均数相等,而备择假设则表示两个总体均数不相等。然后,通过计算统计量、 确定临界值和做出决策,判断是否拒绝零假设。常用的统计量包括t统计量、Z统计量等。
两个总体相关系数的比较
总结词
比较两个总体相关系数的假设检验用于评估两个总体变量之间关联的强度和方向。
假设检验

不否定 H0 并不是肯定 H0 一定对, 而只是说差异还不够显著, 还没有达到足以拒绝 H0 的程度. 在假设检验中, 我们称这个小概率 为显著性水平, 简称水平. 的选择要根据实际情况而定, 常取 =0. 1, =0. 01, =0. 05 等.
假设检验会不会犯错误呢? 会! 但错误的概率不大于 .
小结
参数的区间估计 —— 正态总体置信区间的求法 假设检验 原假设(零假设)H0 ; 备择假设(对立假设)H1,
假设 —— 对总体的参数或分布所作的论断、假定或设想. 假设检验 —— 按一定原则, 用样本来推断所作假设是否成立.
参数假设检验 非参数假设检验
总体分布已知, 关于未知参数的假设检验 总体分布未知时的假设检验问题
/ n
若 H0 成立, U X 0 ~ N(0, 1),
假设检验问题归结为对 “差异” 作定量的分析, 以确定其性 质. 差异可能是由抽样的随机性引起的, 称为抽样误差 或 随机误差. 这种误差反映偶然、非本质的因素所引起的随机波动. 然而, 这种随机性的波动是有一定限度的, 如果差异超过了这个 限度, 我们就不能用抽样的随机性来解释了. 必须认为这个差异反映了事物的本质差别, 即反映了生产已不 正常. 这种差异称作“系统误差”. 问题是, 根据所观察到的差异, 如何判断它究竟是由于偶然性 在起作用, 还是生产确实不正常? 即差异是“抽样误差”还是“系统误差”所引起的?
犯两类错误的概率: 显著性水平 P(第一类错误) = P(拒绝 H0 | H0 为真) = P(QW | H0 为真) = ; ─ P(第二类错误) = P(接受 H0 | H0 不真) = P(QW | H0 不真) = . 我们当然, 两类错误是互相制约的 : ─ 越小 , 拒绝域 W 就越小, 接受域 W 就越大, 从而 越大; ─ 越小 , 拒绝域 W 就越大, 接受域 W 就越小, 从而 增大; 一类错误的概率减少会导致另一类错误的概率增加 要保证两类错误的概率都充分地小, 唯一地办法是增加样本容量. ——不现实!!
5.1 总体参数的假设检验

用
, , 表示。
双侧检验和单侧检验 ㈠、双侧检验 双侧检验的原假设与备择假设(以均值检验为例)
H 0 : 0 ; H1 : 0
2
临界值
1
接受域 临界值
2
双侧检验示意图
㈡、单侧检验
单侧检验不仅考虑是否相等,在不等时 还要考虑方向。单侧检验有两种情况。
1.左侧检验 左侧检验的原假设与备择假设(以均值检验为例)
若
t t (n 1) 则拒绝 H 0 ,否则接受 H 0 。而对于左侧检验 H 0 : 0 ; H1 : 0 若 t t (n 1)
则拒绝 H 0 ,否则接受 H 0 。
单样本时总体均数比较总结
1.总体方差 如果已知,可以使用u检验
2
统计量u=
x-
x
,其中 x
,, n 且
n 1 n 1 2 d di , Sd 2 ( d d ) i n i 1 n 1 i 1
4.检验统计量
d d t ~t (df ), Sd / n 其中df 配对总数 1
两个总体均数比较的总结
1.单样本(已知一个总体均数0 ) (a).u检验(已知) (b).t检验( 未知) 2.两独立样本(两总体均数都未知) (a ).t检验(当 , , 未知)
n
2.总体方差 2如果未知,可以使用t检验 x- 统计量t= ,其中S x S ,自由度 n-1 n Sx
补充:单样本时的总体方差的假设检验例8
(1)H 0 : 2 0 2 ; H1 : 2 0 2 (双侧检验)
2 ( n-1)S 2 2 ~ (n 1) 2
三、假设检验中的小概率原理*
《应用统计学》第章:单个总体的假设检验

《应用统计学》第7章:单个总体的假设检验第7章单个总体的假设检验本章教学目标了解和掌握统计推断中的另一个基本问题:参假设检验及其在经济管理中的应用;掌握运用 Excel 的“数据分析”及其统计函数功能求解假设检验问题。
本章主要内容:§71>.1 案例介绍§7.2 假设检验的基本原理§7.3 单个正态总体均值的检验§7.4 单个正态总体方差的检验本章重点:假设检验中不可避免的两类错误及其应用 Excel“数据分析”功能的使用及其运行输出结果分析。
难点:假设检验中不可避免的两类错误及其应用。
§7.1 案例介绍【案例1】新工艺是否有效?某厂生产的一种钢丝的平均抗拉强度为 10560 (kg/cm2)。
现采用新工艺生产了一种新钢丝,随机抽取 10 根,测得抗拉强度为: 10512, 10623, 10668, 10554, 1077610707, 10557, 10581, 10666, 10670求得新钢丝的平均抗拉强度为 10631.4(kg/cm2)。
是否就可以作出新钢丝的平均抗拉强度高于原钢丝,即新工艺有效的结论?某台加工缸套外径的机床,正常状态下所加工缸套外径的标准差应不超过0.02 mm。
检验人员从加工的缸套中随机抽取 9 个,测得外径的样本标准差为 S = 0.03 mm。
问:该机床的加工精度是否符合要求?【案例2】机床加工精度是否符合要求?§7.2 假设检验的原理一、实际推断原理假设检验的理论是小概率原理,又称为实际推断原理,其具体内容是:小概率事件在一次试验中是几乎不可能发生的。
二、假设检验推理的思想方法假设检验推理的思想方法是某种带有概率性质的反证法。
三、基本原理和步骤例1:统计资料表明,某电子元件的寿命 X~N(??0 , ?? 2 ),其中 ??0已知,?? 2 未知。
现采用了新工艺生产,测得新工艺生产的 n 个元件寿命为 x1, x2, ···, xn。
假设检验的基本思想和有关概念的教学设计

㊀㊀㊀㊀㊀假设检验的基本思想和有关概念的教学设计假设检验的基本思想和有关概念的教学设计Һ魏满满1㊀李石虎2∗㊀周㊀勤2㊀(1.江苏师范大学科文学院,江苏㊀徐州㊀221116;2.江苏师范大学数学与统计学院,江苏㊀徐州㊀221116)㊀㊀ʌ摘要ɔ本文主要探究了假设检验的基本思想和有关概念的教学设计.首先,通过 女士品茶 的故事引入,提炼出假设检验的基本思想;其次,通过分析项链含金量这一实际案例总结出假设检验的基本步骤,并介绍了假设检验的两类错误和p值的概念;最后,融入思政的元素,丰富了课堂教学内容.ʌ关键词ɔ假设检验;教学设计ʌ基金项目ɔ江苏师范大学课程思政专项研究(KCSZY17);江苏师范大学数学与统计学院思政示范课程(XYKCSZ01)一㊁引㊀言概率论与数理统计课程是各个高校理工科的基础必修课,它在理工科及经管类各专业被广泛应用.假设检验是概率论与数理统计中的重要知识点,是统计推断的主要方法之一,在概率统计的理论研究与实际应用中都占有极其重要的地位.2019年3月18日,在学校思想政治理论课教师座谈会上,习近平总书记明确提出[1]:要坚持灌输性和启发性相统一,注重启发性教育,引导学生发现问题㊁分析问题㊁思考问题,在不断启发中让学生水到渠成得出结论.近年来,各大高校都十分重视思政建设,通过教师培训㊁专家讲座㊁示范课程等多种方式来加深教师对课程思政的理解.教师是高校的 第一主角 ,作为专业课教师,也有责任和义务认真挖掘所授课程的 思政元素 .例如,2021年,李晨和陈丽萍[2]在研究概率统计的思政元素时,以概率学者的文化素养和科学治学精神为切入点,通过多个实际案例剖析全概率公式的应用,潜移默化地引入诸多思政元素来激发学生的学习兴趣.受此启发,本文着重从概率论与数理统计课程中 假设检验 这一角度思考,通过教学设计来探索课程思政理念进概率统计课堂的实践方法,目的就是同大家交流如何上好 假设检验 这一知识点的教学课.首先,我们通过 女士品茶 这一广为流传且富有趣味性的故事引入,启发学生思考,从中提炼出假设检验的基本思想.其次,我们通过分析项链含金量这一实际案例总结出假设检验的基本步骤.接着,我们介绍假设检验的两类错误和p值的概念,并介绍假设检验的一些应用.最后,我们融入思政的元素,以我国著名数学家严加安院士的‘悟道诗“为结尾,阐述了概率统计的基本思想,同时激励学生向老一辈科学家学习,树立正确的价值观,从而丰富了课堂教学内容.二㊁教学过程(一)问题引入首先,我们从一个经典故事出发,来体会假设检验的基本思想.例1[3]㊀(女士品茶试验)故事发生在英国剑桥大学,那是20世纪20年代,一群大学精英们正在品茶.该茶是由牛奶和茶水混合而成的.在品茶过程中,一位女士宣称:先加入牛奶还是先加入茶,不同的顺序会使茶的口感不同.周围人都认为这位女士简直是在胡言乱语,这是不可能的啊!然而在场的统计学家Fisher却对这个话题很感兴趣,他请人端来10杯调制好的茶让该女士品尝,其中有的是先加的牛奶,有的是先加的茶.结果,这位女士正确地鉴别出每一杯茶的制作顺序.该如何判断该女士是否有鉴别能力呢?Fisher的想法:假设该女士没有鉴别能力,这个时候她只能靠猜,从而她猜对的概率为12.因此,她能同时判断出10杯茶的概率为2-10<0.001,这个概率非常非常小,仅仅做一次试验是几乎不会发生的,可是,它却发生了!这表明原假设不恰当,应予以拒绝,认为该女士有鉴别能力!假设检验的基本思想:小概率反证法思想.先提出假设,然后设计试验,在原假设成立的条件下计算概率,依据小概率原理来判断是否拒绝原假设.那么多大的概率属于小概率呢?对于不同的问题,会有不同的标准,在统计学中,这个小概率称为显著性水平,常取0.05或0.01.接下来,我们就通过生活中的一个实际案例来探索一下假设检验的奥秘.(二)实例分析在生活中,经常会遇到一组数据,我们来看下面的例子.例2[4]㊀质检部门接到投诉后,对某金店进行调查,从标有18K的一批项链中抽取20条,测得其含金量如下:表1㊀某金店项链含金量数据单位:K17.618.117.918.318.017.417.518.617.317.817.317.818.117.417.618.017.218.318.317.5∗通信作者:李石虎,男,讲师,博士,就职于江苏师范大学,研究方向为概率论与数理统计.联系方式:江苏省徐州市江苏师范大学泉山校区数学与统计学院;电话邮编:221116;E-mail:shihuli@jsnu.edu.cn.㊀㊀㊀㊀㊀㊀问:如何判断这批项链有没有达到标准呢?(显著性水平α=0.05)分析:观察表1中的数据,我们可以发现:有的含金量大于18K,有的含金量小于18K,还有的恰好等于18K.那么我们能否直接说和标准值18K有显著差别呢?根据所学的统计学思想方法,我们已经了解到答案是否定的,因为这里看到的只是样本数据,我们无法直接做出判断.那么应该如何判断呢?我们的思路如下:首先,计算出这20条项链含金量的平均值为17.8,它与标准值18存在0.2的差值.这0.2的差值是由抽样引起的误差,还是有本质的差别?我们利用上述思想来检验一下.令ξ表示这批项链的含金量,由中心极限定理可知ξ ㊃N(μ,σ2),我们要检验均值是否为μ=18,具体步骤如下:1.建立假设.原假设H0:μ=18,表示这批项链符合标准;与之对立的备择假设H1:μʂ18,表示这批项链不符合标准.2.在H0成立时,由Fisher定理可知统计量T= x-μSnnt(n-1)=t(19).3.由T分布图像(如图1)可以看出:T的取值集中在零点附近.这表明:|T|越大,对应的概率就越小.从而存在临界值C,使得|T|大于或等于C是一个小概率事件,则C要满足P(|T|ȡC|H0成立)=α,再由T分布图像的对称性可知C=t0.975(19)ʈ2.093.图1㊀T分布图像从而,当|T|ȡ2.093时,非常小的概率事件在此就发生了,只能拒绝原假设H0.我们将W={(ξ1,ξ2, ,ξn)||T|ȡ2.093}这一集合称为拒绝域,如果样本的观测值落到W中,则原假设应被拒绝.4.代入样本均值和样本标准差进行计算,得到所观测的样本统计量t的值:|t|=|17.8-18|0.4039320ʈ2.214>2.093,其落到拒绝域W中,因此原假设被拒绝,故这批项链没有达到标准.为了更直观地理解拒绝域的含义,同学们可以参考T分布图像.小结㊀本案例利用假设检验思想得出了该金店项链的含金量不符合标准的结论,启发我们对待任何事情都不要抱有侥幸心理,不要弄虚作假,要诚信做人做事,方能赢得大家的信任.项链含金量不达标可能只是使消费者金钱方面的利益受损.试想一下:如果是某大型婴儿奶粉企业检测出质量不达标的产品呢?再或者是婴儿霜经检测含有毒物质呢?抑或是我们服用的某种药物检测出有危害健康的成分呢?这些案例都不是捕风捉影,均上过各大网站热搜,引起了消费者的恐慌.利用假设检验这个工具,有助于我们全面地认识这类事件,既可以让我们避免无谓的损失,又可以帮助我们找到有利的取舍依据.(三)假设检验的基本步骤通过对上述案例的分析,我们可以归纳出求解假设检验的基本步骤:第一步:从要研究的实际问题引入,先提出一个假设,一般称之为原假设,记为H0,与其对立的假设称为备择假设,记为H1.例如,在上述案例中,原假设为 这批项链符合标准 ,备择假设为 这批项链不符合标准 .第二步:依据所研究总体服从的分布,我们来构造合适的检验统计量,并通过所学知识来确定统计量服从的分布.第三步:接下来,我们需要确定检验的拒绝域W使得P((ξ1,ξ2, ,ξn)ɪW|H0成立)ɤα.第四步:根据样本数值计算统计量所对应的观测值.如果计算所得观测值落进了W中,则说明原假设不当,应予以拒绝,否则原假设不可以被拒绝.(四)假设检验的两类错误在 女士品茶 的例子中,如果该女士本来就没有鉴别能力,但是她运气好,每次都猜对了,这时候我们的推断就出错了.事实上,在假设检验问题中,我们由样本提供的信息来推断总体信息,由于样本只包含总体的一部分信息,这就不可能保证从来不会犯错误.假设检验可能犯的错误有如下两类:(Ⅰ)是否在 拒绝假设H0 时用了 小概率原理 .注意小概率事件并非不可能事件,如果原假设本为真,但由于样本值落进了拒绝区域内而得出 拒绝 的结论,这里犯的错误为弃真错误,通常称为第一类错误,记为α,即P(拒绝H0|H0为真)=α.(Ⅱ)反之,如果原假设H0本来是不成立的,却由于样本值未落进拒绝区域而得出 不能拒绝 的结论.这里的错误是纳伪错误,一般称为第二类错误,记作β,即P(接受H0|H0不真)=β.根据检验法则知:当H0成立时,拒绝H0的概率小于或等于显著性水平α,但是显著性水平α取得越小越好,因为㊀㊀㊀㊀㊀此时拒绝域也会相应地减小,从而导致犯第二类错误的概率增大.这是一个矛盾的双方,类似于区间估计时的做法,我们需要先固定显著性水平α,再选择合理的检验统计量来适当地减小β的值.下面我们再结合一个实际例子来理解两类错误:在新冠肺炎疫情发生初期,新闻报道中时常会出现 假阳 的检测结果.我们可以从假设检验的两类错误的角度来理解:事实上,任何检验方法都会存在犯错误的可能性,理想的试剂应是 假阴 和 假阳 出现的概率都越小越好,但当样本量有限㊁检测技术没有明显优化提升时,一类错误概率的减少必会导致另一类错误概率的增加,因此处理原则是:人为限定犯第一类错误的概率α,为降低犯第二类错误的概率,我们可以增大样本容量.所以,从统计学的观点看,新闻报道中的 假阴 假阳 患者出现并不奇怪.启发:小概率事件虽然在一次试验中不易发生,但绝非不可能事件,重复次数多了,发生的可能性也就增大了.这说明做任何事情都不要存在投机取巧的心理,俗话说 常在河边走,哪有不湿鞋 勿以恶小而为之,勿以善小而不为 .反之,再困难的事情,只要我们持之以恒,总是可以成功的,正所谓 锲而不舍,金石为开 !(五)假设检验的p值可以看出,显著性水平α变小,对应的拒绝域也会变小;当显著性水平α取得足够小时,使得样本值不落在相应的拒绝域中,从而在此显著性水平α下不能拒绝假设H0.当显著性水平α由上述足够小的值不断增大时,对应的拒绝域也会变大,当显著性水平α大到一定程度时,便可以使样本值落入相应的拒绝域中,从而在此显著性水平α下可以拒绝假设H0.对于一个确定的样本值,存在一个实数p(0<p<1),当显著性水平α=p时可以拒绝H0,而当α<p时原假设H0不可以被拒绝.可见,p是使依据给定样本数值做出 拒绝H0 的最小的那个显著性水平,我们称之为检验的p值.在例2中,我们也可以通过统计软件计算t统计量的值和p值:表2㊀某金店项链含金量检验结果检验值=18tdfp值均值差值项链含金量-2.214190.039-0.20000给定显著性水平α为0.05,由表2可知p值0.039<0.05,原假设应被拒绝,认为项链含金量与18K之间有显著的统计差异,从而得出 项链不符合标准 的结论.(六)课堂小结与思政本节课我们主要通过 女士品茶 的案例引入假设检验的基本思想,通过分析项链含金量这一实际案例总结出假设检验的基本步骤,也给出了假设检验的两类错误和p值的含义,这为接下来进一步学习不同类型的㊁具体的假设检验打下了必要的基础.假设检验不仅是一种重要的统计方法,更是一种思维方式,告诉我们用数据来说话,理性地看待问题.正因为如此,假设检验在我们的现实生活中有着十分重要的应用.比如,专家利用假设检验,结合临床数据分析不同采样点㊁人群㊁年龄的新冠病毒核酸检测的结果,给有关部门的决策提供参考.假设检验的理论方法不仅被广泛应用于医学检验㊁生物制药等诸多领域,在我们的生产生活,特别是工业产品的质量判断中也有着十分广泛的应用[5],因为在工厂的实际生产过程中,产品的尺寸总是左右浮动的,存在一定的误差,那么如何判断这些误差是否在允许的范围内?这就要用到假设检验的思想方法.不仅如此,假设检验的理论还可应用于文学研究.例如,东南大学韦博成教授在2009年[6]利用假设检验的理论方法分析了‘红楼梦“前80回与后40回的某些文风差异,得到的结论是 这两部分内容在写作风格方面存在明显的差异 ,给关于‘红楼梦“作者的论断提供了一个强有力的证据.在现实生活中,数据是无处不在的,学习假设检验的思想方法有助于我们正确地挖掘数据背后的规律,做出更客观的判断.如今,我们身处一个大数据时代,通过学习假设检验,更重要的是培养透过现象看本质这一统计思维.这里,调查得来的数据是现象,规律是从数据中探索出来的本质属性.我们需要借助数学模型,并结合统计方法来寻找这其中的规律和随机性,在潜移默化中培养统计思维.正如我国著名的数学家严加安院士在‘悟道诗“中所题:随机非随意,概率破玄机;无序隐有序,统计解迷离.注:课后同学们若想进一步了解统计学的发展历程,可以读一读‘20世纪统计怎样变革了科学:女士品茶“[7]这一科普著作.ʌ参考文献ɔ[1]习近平主持召开学校思想政治理论课教师座谈会[N].新华社,2019-03-18,20:57.[2]李晨,陈丽萍.概率论与数理统计课程教学中思政元素的挖掘与实践[J].大学教育,2021(9):104-106.[3]茆诗松,程依明,濮晓龙.概率论与数理统计教程:第3版[M].北京:高等教育出版社,2019.[4]朱元泽,李贤彬.概率论与数理统计[M].上海:上海交通大学出版社,2015.[5]乔静.假设检验在工业产品质量判断中的应用[J].机电信息,2020(27):142-143.[6]韦博成.‘红楼梦“前80回与后40回某些文风差异的统计分析(两个独立二项总体等价性检验的一个应用)[J].应用概率统计,2009(4):441-448.[7]萨尔斯伯格.20世纪统计怎样变革了科学:女士品茶[M].北京:中国统计出版社,2004.。
第8章 假设检验

第六章 假设检验教学目的:理解假设检验的一般原理和步骤;掌握平均数的显著性检验;平均数差异显著性检验;方差差异的检验。
教学重点:假设检验的一般原理;平均数的显著性检验;平均数差异显著性检验;方差差异的检验等假设检验方法与步骤。
教学时数:(8学时)假设检验是指先对总体提出某项假设(对总体参数或分布所作的某一假设),然后利用从总体中抽样所得的样本信息,根据一定概率来检验所提的假设是否正确,从而做出接受或拒绝的决策。
假设检验是推断统计中最重要的内容。
假设检验包括参数检验和非参数检验。
若进行假设检验时总体的分布形式书籍,需要对总体的未知参数进行假设检验,称其为参数检验;若对总体分布形式所知甚少,需要对未知分布函数的形式及其他特征进行假设检验,通常称之为非参数检验。
本章是假设检验方法中检验目的最简单、思想方法最具有共性,统计计算最直接的一种方法。
假设检验的内容繁多,但不管其检验目的如何变化,也不管其抽样分布如何不同,具体的计算方法如何有别,假设检验的基本思想都是一样的。
要学会各种具体的统计假设检验,首先必须掌握其基本思想方法。
第一节 假设检验的基本思想与方法一、原理与概念通过一个具体例子引入:某学科考试成绩历来都是服从正态分布的,总平均数一直维持在60分的水平上,总体标准差为15,1998年10月实行新的教学方法后,某研究者希望检验一下这次的总体水平是否还是60分,他随机抽取了一个n=120的样本,算得平均数为63,问这次该科考试的总平均是否还是60分?初看这个例子,样本平均数为63,μ=60,似乎可马上得出“不是”的结论,但这样简单地分析是错误的,因为我们不忘记抽样是有误差的,即使该学科这次考试的总体平均数还是60分,从中抽取一个样本,其平均数恰好为60分的可能性是很小的,因而就因为平均数不等于60,而否定总体μ=60的简单分析是错误的。
但反过来,就因为抽样是有误差的,因此就认为这3分之差是误差也无充分理由。
《使用样本的频率分布评估总体分布》教案

《使用样本的频率分布评估总体分布》教案课题:使用样本的频率分布评估总体分布目标:学生将了解如何使用样本数据的频率分布来评估总体数据的分布情况,并能够利用统计方法进行分析和解释。
课时安排:2课时教学内容:第一课时:1.引言(10分钟)-简要介绍本节课的主题和目标-解释为什么需要通过样本数据评估总体数据的分布2.总体分布与样本分布(15分钟)-解释什么是总体分布和样本分布-引导学生理解样本数据与总体数据之间的关系3.频率分布表(20分钟)-介绍频率分布表的基本概念-演示如何根据样本数据创建频率分布表-讨论频率分布表的作用和意义4.统计图表(15分钟)-引导学生绘制频率分布直方图和频率分布线图-分析不同的统计图表对于展现数据的优缺点第二课时:1.分析样本数据(20分钟)-分配给学生一些样本数据-引导学生根据样本数据创建频率分布表和绘制统计图表-学生通过分析样本数据,评估总体数据的分布情况2.统计方法应用(20分钟)-讲解如何使用统计方法对样本数据进行分析-给学生几个实际案例,让他们运用统计方法进行数据分析和解释3.总结与练习(15分钟)-回顾本节课的内容和重点-提供练习题目让学生自行解答,巩固所学知识教学方法:1.问题导向教学法:通过提出问题引导学生思考,激发学生的兴趣和思维能力。
2.视觉辅助教学法:通过使用图表和实例演示来帮助学生更好地理解概念和方法。
3.合作学习法:鼓励学生合作讨论,共同解决问题,提高学生的团队合作能力。
评估方法:1.课堂表现评估:观察学生在课堂上的表现,包括参与讨论、解决问题的能力等。
2.练习题考核:通过练习题考核学生对于课堂知识的掌握程度和应用能力。
3.实际数据分析作业:布置实际数据分析作业让学生独立完成,评估学生对于统计方法的理解和应用能力。
教学资源:1. PowerPoint演示文稿2.样本数据集3.频率分布表和统计图表示例4. 统计软件(如Excel)课后作业:1.阅读相关统计学知识,进一步加深对总体分布与样本分布的理解。
第五章-假设检验

H0: 1500 H1: 1500
1-29
第二十九页,编辑于星期五:十八点 三十四分。
单侧检验
(原假设与备择假设的确定)
一项研究表明,改进生产工艺后,会使 产品的废品率降低到2%以下。检验这 一结论是否成立
研究者总是想证明自己的研究结论(废品率 降低)是正确的
H0: 355 H1: 355
1-28
第二十八页,编辑于星期五:十八点 三十四分。
单侧检验
(原假设与备择假设的确定)
一项研究表明,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。检验这一结论是否成立
研究者总是想证明自己的研究结论(寿命延 长)是正确的
备择假设的方向为“>”(寿命延长)
假设其中真有99个白球,摸 出红球的概率只有 1/100 ,
这是小概率事件。
➢小概率事件在一次试验中竟然发生了,不能不 使人怀疑所作假设的正确性,因此可以认为这 个盒子应该不是装有99个白球的那个盒子。
这个例子中所使用的推理方法,称为“带概率性
质的反证法”,或“概率反证法”。
2022/8/9
1-11
抽样分布
拒绝域 /2
1 -
置信水平 拒绝域 /2
临界值
H0值 临界值
样本统计量
1-26
第二十六页,编辑于星期五:十八点 三十四分。
双侧检验 (显著性水平与拒绝域)
抽样分布
拒绝域 /2
1 -
置信水平 拒绝域 /2
临界值
H0值 临界值
样本统计量
1-27
第二十七页,编辑于星期五:十八点 三十四分。
单侧检验
第五章 假设检验
第一节 假设检验概述 第二节 总体参数检验 第三节 非参数检验
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原假设,即认为总体的分布函数不为 F0 x ;反之,则 接受原假设,即认为总体的分布函数为 F0 x 。 例某公路上, 交通部门观察每 15 秒钟内过路的汽 车辆数,共观察了 50 分钟,得如下样本资料: 辆数 理论频 数 通过对具体 例题详细讲 解, 使学生们 对方法步骤 理解更深刻。 0 92 1 68 2 11 3 1 4 0 200
t ,t ,…, t
1 2
m 1
,t m ,区间个数以 7~14 为宜。
然后, 统计出每个区间内样本点的数目, 即实际频数 ( i 1、2 、3 … , m), 显然有
fi
(
f
i 1
n
i
= n。 再用
pi
验步骤。
i 1、2 、3 …)表示变量在第 i 个区间的概率,即理
论概率
2
受
f i 水平高低的影响,所以检验的最好的统计量应为
2 m
i 1
fi npi 2
npi
,且在原假设为真的条件下,这
3
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概率论与数理统计教学设计
个统计量近似地服从具有 m1r 个自由度的 2 分布, 其中 r 是需要用样本来估计的总体的未知参数的数目, 若没有未知参数需要估计,则 r 为零。 (3) 、由给定的显著性水平 ,查表确定临界值
2
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[日期]
概率论与数理统计教学设计
(1) 、提出统计假设 H0 :F x F0 x 由统计假设 H0 :F x F0 x 出发,将总体取 值范围分为 m 个互不相容的小区间:
t ,t ,
0 1
教师给予引 导, 回归到刚 提出的问题 上, 给出总体 分布假设检
0.805 2
2!
e 0.805
p4 P 2 X 3 P X 3
= 0.0389
0.805 3
3!
e 0.805
p5 P3 X 4 P X 4
= 0.0078
0.805 4
4!
e 0.805
p6
1 p1 p2 p3 p4 p5
0 0.805 0.805 p1 P X 0 P X 0 e
0!
=0.4471
p2 P0 X 1 P X 1
= 0.3599
0.8051 e 0.805
1!
p3 P1 X 2 P X 2
= 0.1449
2
检验
教学方法 与策略 教学时间设计
1.引导课题 2.学生活动
…………3 分钟 …………5 分钟
3.总体分布的假设检验…………42 分钟 4.二项式检验…………20 分钟 5.双样本的 6.课堂小结
2
检验 …………25 分钟 …………5 分钟
教学手段
多媒体播放教学视频、 PPT 演示与板书演练书写相结合。
pi = P ti—1 X t i F0 t i F0 t i—1
( i 1、2 、3 … ,m),且
p
i 1
m
i
= 1,令落在第 i
个区间的理论频数为 n
pi ( i 1、2、3 …
,m),在
检验中,落在每个区间的理论频数 n 否则应将相邻的组合并。 (2) 、选择适当统计量
H1 : 0
S min(S , S ) ,
p p(S s0 )
H1 : 0
S min(S , S ) ,
p p(S s0 )
H1 : 0
S min(S , S ) ,2
p p(S s0 )
7
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[日期]
教学进程 教学意图 教学内容 前几节我们讨论了总体参数的假设检验,至于总体 服从什么分布我们是不关心的,这些总体要么服从正态 分布,要么不服从正态分布,不服从正态分布时,我们 就用大样本构造统计量,检验其未知参数。然而,在实 际问题中,会遇到必须了解总体的分布函数的时候。 问题细化,让学生们具体考虑,激发兴趣。 教学理念 激发学生的 兴趣, 让学生 体会数学来 源于生活。 从日常生活 的经验和常 识入手, 调动 学生的积极 性。
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当 n 20 ,统计量为
Z ,R Z ,R
S 0.5 0 n n 0 (1 0 ) S 0.5 0 n n 0 (1 0 )
[例]商场晚上是否应该延长营业 某商场每晚 6: 30 关门, 有人建议应延长营业时间至 10: 00。为作出决定,现欲对商场周围顾客情况作一调查, 若商场的经常性的顾客有 25%以上说延长营业时间将去 通过对具体 购买商品,则延长营业时间是值得的。随机选取了 50 例 题 详 细 讲 解, 使学生们 家,发现只有 18 家被认为是商场的经常性顾客。调查 对 方 法 步 骤 理解更深刻。 结果发现有 7 个家庭表示延长营业时间将去购买。 分析:这个问题可以看作一个两点总体。定义“表 示延长营业时间将去购买的家庭为成功” ,否则为“失 败“。现在需要检验的是 H 0 : 0.25 (成功) 2 2 p(s 7 / n 18, p 0.25) 2 0.056948 0.113897
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概率论与数理统计教学设计
课程名称 任课教师 课型 概率论与数理 统计 刘涛 新授课 课时 专业与班级 课题 100 分钟 财管 B1601---B1606 8.4 总体分布的假设检验
教材分析
“总体分布的假设检验” 属于教材第八章第四节, 位于教材的第 239 页至第 243 页.在实际问题中,常常不能确切与之总体服从何种分布,这 就需要从大量观测数据中去发现规律,对总体的分布进行推测,这类统计 检验陈伟非参数检验。可以说,总体分布的假设检验是对第八章前三节内 容的总结以及综合应用。 了解总体分布的假设检验的背景来源; 了解总体分布的假设检验的基本思想; 掌握总体分布的假设检验的适用范围、基本步骤及其具 体运用。 通过问题的引入,引导学生分析、解决问题,培养学生 将实际问题转化为数学问题的能力,培养学生提出、分 过程与方法 析、理解问题的能力,进而发展整合所学知识解决实际 问题的能力。 通过介绍概率论与数理统计在实际生活中的运用,激发 情感态度与价 值观 学生自主学习的兴趣,也培养了学生的创新意识和探索 精神。 1.总体分布的假设检验 教学内容 2.二项式检验 3.双样本的
2 。 m 1 r (这种检验是右侧检验)
(4) 、利用样本值 x1 ,x2 ,x3 ,…,x n 计算实 际频数
2 m
fi
,再计算经验概率
pi
,据以计算
i 1
fi npi 2
npi
的值。
2 (5) 、作结论,若 2 m 1 r ,则拒绝
S 是带有参数 1 一 p 的二 遵从带有参数 p 的二项分布,
项分布。 S 和 S 被作为检验统计量。对于任何的 p, 当 S 比它期望数目是 n
p0 大得多时,则支持 H 1 :
p p0 ,若 S 远远地小于 np 时,则 H 1 : p p0 被支
持。 对于不同的备择假设, 可以选择不同的检验统计量。 将其总结如表。 二项式检验判定指导表 备择假设 P值
=10.4471+0.3599+0.1449+0.0389+0.0078= 0.0014
5
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为了计算 2 统计量的值,列出下表 区间
fi
pi pi
n
fi
fi pi
f2 i
pi npi
2
n pi
( , 0 ] (0,1 ] (1,2 ] (2,3 ] (3,4 ] (4, )
6
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检验的假设:
H 0 : p p0 ; H 1 : p p0
2 .二项式检 验(20 分钟) H 0 : p p0 ; H 1 : p p0
H 0 : p p0 ; H 1 : p p0
随机抽取的样本数据个数为 n 或 n 次独立试验,或 是 n 对相互比较的数组,都可以考虑应用符号检验判定 是否来自带有参数 p 的两点总体。在这 n 个数据中,每 次观察都被分为成功或失败,作为成功的概率是 p。 S 表示成功的数目, S 表示失败的数目。在 H。为真时, 成功的期望数目是 np,失败的数目是 n(1 一 p)。 S 是
试问通过的汽车辆数可否认为服从泊松分布,显著性水 平为 = 0.05。 由泊松分布的概率函数 P X k 0、1、2、3、…;>0 ) , 的估计量为:
k
k!
e (k =
=
x
=
xf
n
=
1 0 92 1 68 … 5 0 = 0.805 200
2
知识与技能
学 习 目 标
检验
2
教学分析 教学重点 教学难点 总体分布的假设检验、 二项式检验、 双样本的 总体分布的假设检验的适用范围、基本步骤。 检验。
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前 50 分: 1.引导课题 2.总体分布的假设检验 板书设计 后 50 分: 3.二项式检验 4.双样本的
引出课题 (3 分钟)
学生活动 (5 分钟)