正态总体的均值和方差的假设检验讲稿.ppt
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1、关于正态总体的均值和方差的假设检关于正态总体的均值和方差的假设检验验第一页,讲稿共七十一页哦下回停一、单个总体参数的检验第二节第二节 正态总体均值正态总体均值 与方差的假设检验与方差的假设检验 二、两个总体参数的检验第二页,讲稿共七十一页哦2取检验统计量一、单个总体参数的检验一、单个总体参数的检验检验法)检验法)的检验(的检验(为已知,关于为已知,关于U2.1的一样本,的一样本,是来自正态总体是来自正态总体设设),(,2021NXXXn 已知,检验步骤:已知,检验步骤:未知,未知,其中其中20,R 00,1;/XUNn (当H0为真时);:,:10100HH 假设假设第三页,讲稿共七十一页哦3
2、 给定显著水平(0 1)拒绝域:W1=(x1,x2,xn):|u|u/2;/2|P Uu .212/2/uu,查查表表可可得得由由 其中u=U(x1,x2,xn)4由样本值算出U的观察值10105:.uWHuWH判判断断 若若,则则拒拒绝绝;若若,则则接接受受0;/xn 第四页,讲稿共七十一页哦例例1解 本题归结为检验假设(1)(2)选择统计量940800 XU770X Mpa,问能否认为这批钢索的断算出裂强度为 800 Mpa.某厂生产一种钢索,断裂强度X(单位:Mpa);800:,800:10 HH测测件件从从一一批批产产品品中中抽抽取取服服从从正正态态分分布布,9),40,(2 N409
3、n,当H0成立时,UN(0,1).第五页,讲稿共七十一页哦(3)给定显著性水平=0.05,由正态分布函数表查得u/2=u0.025=1.96,从而得检验的拒绝域为W1=(x1,x2,xn):|u|u 0.025=1.96;(4)由样本值计算U的观测值为800770800932.25;4040 xu 不能认为这批钢索的断裂强度为 800 Mpa.(5)判断:由 ,故拒绝原假设H0,即96.125.2|u第六页,讲稿共七十一页哦2 取检验统计量0(1);/nXTt nSn )(0为真时为真时当当H3 给定显著水平(0 1).1(,)1(|2/2/ntntTP 查表可得查表可得的的一一样样本本,是是
4、来来自自正正态态总总体体设设),(,221NXXXn 的的步步骤骤为为:,检检验验未未知知,检检验验水水平平为为其其中中2,;:,:10100HH 假设假设第七页,讲稿共七十一页哦拒绝域:W1=(x1,x2,xn)|t|t/2(n-1);),(21nxxxTt 4由样本值计算 T 的观察值;,则拒绝,则拒绝若若01HWt.01HWt,则接受,则接受若若 5进行判断:0(1);/nxtt nsn 第八页,讲稿共七十一页哦解例例2 某型灯泡寿命X服从正态分布,从一批灯泡能否认为这批灯泡平均寿命为1600h(=0.05)?1750,1550,1420,1800,1580 1490,1440,1680
5、,1610,1500中任意取出10只,测得其寿命分别为(单位:h)本题是要检验假设01(1):1600,:1600HH nSXTn/1600 2(2)由由于于方方差差未未知知,故故选选择择统统计计量量第九页,讲稿共七十一页哦当H0 成立时,T t(n-1)=t(9).给定=0.05,查t 分布表得临界值(5)判断:由于|t|=0.4432.262=t0.025(9),因此可以接受H0,即可以认为这批灯泡的平均寿命1600h.262.2)9()1(025.02/tnt2*22111582,()16528.891nniixSxnxn 求求得得故443.01089.1652816001582 t(4
6、)由所给的样本值(3)拒绝域为W1=(x1,x2,xn):|t|t 0.025(9)=2.262 1W 第十页,讲稿共七十一页哦2取检验统计量)(0为真时为真时当当H22220010 1:,:;HH 假假设设 .20为已知常数为已知常数其中其中的一样本,的一样本,是来自正态总体是来自正态总体设设),(,221NXXXn 步骤为:步骤为:,检验,检验未知,检验水平为未知,检验水平为其中其中22,的样本,的样本,为来自总体为来自总体XXXXn,212*2220(1)(1);nnSn 第十一页,讲稿共七十一页哦3给定显著水平(0 1),查表得临界值:拒绝域:,122/n 122/1 n ,21)1(
7、22/222/12nPnP )1(:),(22/12211 nxxxWnOxy)1(22/n 2)(2xpy)1(22/1 n 2 2212/2(,):1;nxxxn 第十二页,讲稿共七十一页哦4由样本值算出 的观察值2220100105.WHWH 判判断断:若若,则则拒拒绝绝;若若,则则接接受受拒绝域:)1(:),(22/12211 nxxxWn问:若总体的均值 已知,则如何设计假设检验?.)()(22122可可类类似似进进行行检检验验构构造造nXnii .1:),(22/221 nxxxn2*2020(1)nns ;第十三页,讲稿共七十一页哦解 检验假设例例3某炼钢厂铁水含碳质量分数X在正
8、常情况下革又测量了5炉铁水,含碳质量分数分别为:4.421,4.052,4.357,4.287,4.683是否可以认为由新工艺炼出的铁水含碳质量分数的方差仍为0.1082(=0.05)?),1()1(220*22 nSnn)(0为真时为真时当当H222201(1):0.108,:0.108 ,HH (2)取检验统计量:服从正态分布 ,现对操作工艺进行了改),(2N第十四页,讲稿共七十一页哦(3)拒绝域为:,1.11412025.022/n .484.0412975.022/1 n484.0:),(25211 xxxW ,108.0 220 又又22*201220(1)(51)(4)17.851
9、1.10.108nnnssW (5)拒绝H0,认为由新工艺炼出的铁水含碳质量分数的方差与0.1082有显著性差异.1.11:),(2521 xxx或或由n=5,=0.05算得,第十五页,讲稿共七十一页哦1.方差已知时两正态总体均值的检验),(211 NX设总体设总体),(222 NY,独立独立与与YX,),(121XXXXn来来自自总总体体样样本本.),(121YYYYn来来自自总总体体样样本本二、两个总体参数的检验二、两个总体参数的检验检验法)检验法)未知的检验(未知的检验(为已知为已知U212221,注意与一个总体的区别0121121 :,:;HH 假设第十六页,讲稿共七十一页哦22121
10、212()/(0,1);UXYNnn)(0成立时成立时当当H .3取显著性水平为取显著性水平为,2/uUP.21)(2/2/uu,查表可得,查表可得由由 4U 由由样样本本值值算算出出 的的值值拒绝域:W1=(x1,x2,xn,y1,y2,yn):|u|u/2;10105.uWHuWH 判判断断:若若,则则拒拒绝绝;若若,则则接接受受取取检检验验统统计计量量为为 22111(,)XNn 2222(,)YNn 221212()/;uxynn第十七页,讲稿共七十一页哦例例4问问,80,60),(),(2221222211 NYNX甲一两台机床生产同一种产品,今从甲生产的产品种抽取30件,测得平均重
11、量为130克,从乙生产的产品中抽取40件,测得平均重量为125克.假定两台机床生产的产品重量X,Y满足相互独立且两台机床生产的产品重量有无显著差异(=0.05)?解 本题归结为检验假设012112(1):,:,HH第十八页,讲稿共七十一页哦221212(2)()/(0,1)UXYNnn检检验验的的统统取取为为计计量量)(0成立时成立时当当H,05.0 给定给定96.1,975.0)(025.02/025.0 uuu查表可得查表可得由由(3)拒绝域:W1=(x1,x2,xn,y1,y2,yn)|u|u/2=1.96,221212130125(4)()/2.560803040uxynn :统统计计
12、量量观观察察值值0(5)|2.51.96,.uH拒拒绝绝原原假假设设第十九页,讲稿共七十一页哦2 取取检检验验的的统统计计量量为为 1221212()(2);11/(2)wUXYTt nnnnSnn 2.方差未知时两正态总体均值的检验方差未知时两正态总体均值的检验检验法)检验法)未知的检验(未知的检验(未知未知但但t21222221,0121121 :,:;HH 假设)(0成立时成立时当当H2212*1212(1)(1)(2)nnWnSnSSnn 第二十页,讲稿共七十一页哦3 给定显著水平(0 1),)2(|212/nntTP拒绝域:4T 由由样样本本值值算算出出 的的观观察察值值10105.
13、tWHtWH 判判断断:若若,则则拒拒绝绝;若若,则则接接受受11212/212(,):|(2);nnWxxxyyyttnn 22121212*1212()(2);(1)(1)nnxyn n nntnnnsns 第二十一页,讲稿共七十一页哦某种物种在处理前与处理后取样分析其含脂处理前:0.19,0.18,0.21,0.30,0.66假定处理前后含脂率都服从正态分布,且相互独立,例例5 0.19,0.04,0.08,0.20,0.12处理后:0.15,0.13,0.00,0.07,0.24,0.42,0.08,0.12,0.30,0.27(=0.05)?方差相等.问处理前后含脂率的均值有无显著差
14、异率如下:第二十二页,讲稿共七十一页哦,49.2)2()1()1(212121212221 nnnnnnsnsnyxtnn由样本值求得统计量 T 的观测值以X表示物品在处理前的含脂率,Y表示物品在2221 2221,由题知 未知,但 于是问题归结处理后的含脂率,且 ),(),(222211NYNX为检验假设211210:,:HH 解第二十三页,讲稿共七十一页哦故拒绝假设H0,认为物品处理前后含脂率的均值对自由度n1+n2-2=18,=0.05,查t分布表得临界值有显著差异。/2120.0252182.10tnnt 0.0251|2.492.1018,ttW由由第二十四页,讲稿共七十一页哦取检验
15、的统计量为取检验的统计量为 222112222*2*11112*2*222(1)/(1)(1,1);(1)/(1)nnnnnSnSFF nnnSnS 3.两正态总体方差的检验两正态总体方差的检验22220121121 :,:;HH 假设)(0成立时成立时当当H2212*22*2211112122(1)/(1),(1)/(1)nnnSnnSn12,未未知知),(211 NX设总体设总体),(222 NY,独立独立与与YX第二十五页,讲稿共七十一页哦3 给定显著水平(0 1)/2121/212(1,1)(1,1)2P FFnnP FFnn,/2121/212/2211(1,1),(1,1).(1,
16、1)FnnFnnFnn 拒绝域:121121201/212(,):(1,1)nnWxxxyyyFFnn 212120/212(,):(1,1);nnxxxyyyFFnn 查表得4 由样本计算F的值2212*0/;nnFss 5判断若 则拒绝H0,若 则接受H0.01FW 01FW 第二十六页,讲稿共七十一页哦试问两种情形下断裂强度方差是否相同(=0.05)?例例6 为了考察温度对某物体断裂强度的影响,在 70 与 80 下分别重复作了8次试验,得断裂强度的数据如下(单位:Mpa):70:20.5,18.8,19.8,20.9,21.5,19.5,21.0,21.280:17.7,20.3,20
17、.0,18.8,19.0,20.1,20.2,19.1假定70下的断裂强度用X表示,且服从);,(211N80下的断裂强度用Y表示,且服从 ).,(222 N第二十七页,讲稿共七十一页哦 本题实质上是检验假设根据所给样本值求得解22210:H 22211:H 8,4.19,4.2021 nnyx,20.6)(812 iixx80.5)(812 iiyy720.621*1 ns780.522*2 ns2122126.201.07,5.80nnSFS 于于是是第二十八页,讲稿共七十一页哦 0.025774.99,F,0.9750.025117 70.207 74.99FF ,对=0.05,由 F
18、分布临界值表查得010.201.074.99WF,故接受H0,认为70与80下断裂强度的方差相同.11200(,):0.204.99nWxxxFF 第二十九页,讲稿共七十一页哦本节学习的正态总体参数的假设检验有:内容小结内容小结1.单总体参数的检验2.双总体参数的检验总结参见表7.3,P165.第三十页,讲稿共七十一页哦假设检验的一般步骤假设检验的一般步骤5.根据统计量值是否落入拒绝域W1内,作出拒绝或接受H0的判断。根据样本观察值计算统计量的观察值;2.选择适当的检验统计量,在 H0成立的条件下,确定它的概率分布;1.根据实际问题的要求,提出待检验的假设H0及备择假设H1;100()()P
19、xW HP UUH 3.给定显著性水平,确定拒绝域W1;第三十一页,讲稿共七十一页哦 0H原原假假设设检检验验统统计计量量 拒拒绝绝域域)(20已已知知 nXU/0 )1/(2*0 nSXtn)1(2/ntt32 1)(20未未知知 2/uu )(202未知未知 202*2)1(Snn 220/22201/2(1)(1)nn 或或检验方法U检验t检验检验2 第三十二页,讲稿共七十一页哦70H原假设原假设检验统计量检验统计量拒拒绝绝域域),(212221未知未知 22*2*1SSF 0/21201/212(1,1)(1,1)FFnnFFnn 或或65)2(212/nntt2212*2112212
20、11(1)(1)2wwX YtSnnnSnSSnn 1222212=(未未知知)221212XYUnn 2/uu 1222212=(已已知知)检验方法U检验t检验F检验第三十三页,讲稿共七十一页哦第三十四页,讲稿共七十一页哦备用题备用题例例1-1 某厂一自动包装生产线,正常情况下产品重量服从正态分布N(500,4).今从该生产线上抽取5件,称得重量分别为501,507,489,502,504,(单位为:g),问该生产线是否正常(=0.05)?解 本题归结为检验假设,4.502 X先算得先算得选择统计量52500 XU.500:,500:10 HH第三十五页,讲稿共七十一页哦 由正态由正态对于对
21、于成立时,成立时,当当05.0,1,00 NUH从而得检验从而得检验分布函数表查得分布函数表查得,96.1025.02/UU 96.1|:|,025.05211 uuxxxW的拒绝域为的拒绝域为的观测值为的观测值为U7.252.152500 xu,96.17.2|0Hu故拒绝原假设故拒绝原假设因为因为 认为该生产线已出了问题或处于不正常状态.第三十六页,讲稿共七十一页哦例例1-2.25:,25:10 HH在某粮店的一批大米中抽取6袋,测得的重量分别为26.1,23.6,25.1,25.4,23.7,24.5(单问能否认为这批大米的袋重为25千克(=0.01)?解 本题归结为检验假设选择统计量选
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