管理统计学第六章假设检验优秀课件.ppt
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1、管理统计学第六章假设检管理统计学第六章假设检验验第1页,本讲稿共88页第一节第一节第一节第一节 假设检验概述假设检验概述假设检验概述假设检验概述Hypothesis testHypothesis test 第2页,本讲稿共88页假设检验假设检验参数假设检验参数假设检验非参数假设检验非参数假设检验总体分布已知,检验关于未知参数的某个假设总体分布未知时的假设检验问题 一、解决的基本问题一、解决的基本问题 利用样本信息,根据一定概率对总体参数或分布的某一假设作出拒绝绝利用样本信息,根据一定概率对总体参数或分布的某一假设作出拒绝绝或保留的决断,称为或保留的决断,称为假设检验假设检验。包括包括“质量检验
2、质量检验”、“改革效果评价改革效果评价”两类问题。两类问题。分类:分类:第3页,本讲稿共88页一个质量检验例子:一个质量检验例子:本章讨论参数假设检验本章讨论参数假设检验.第4页,本讲稿共88页 生产流水线上罐装可乐生产流水线上罐装可乐不断地封装,然后装箱外运不断地封装,然后装箱外运.怎么知道这批罐装可乐的容量怎么知道这批罐装可乐的容量是否合格呢?是否合格呢?把每一罐都打开倒入量杯把每一罐都打开倒入量杯,看看看容量是否合于标准看容量是否合于标准.这样做显然不行!罐装可乐的容量按标准应在罐装可乐的容量按标准应在350毫升和毫升和360毫升之间毫升之间.第5页,本讲稿共88页 每隔一定时间,抽查若
3、干罐每隔一定时间,抽查若干罐.如每隔如每隔1小时,小时,抽查抽查5罐,得罐,得5个容量的值个容量的值X1,X5,根据这,根据这些值来判断生产是否正常些值来判断生产是否正常.通常的办法是进行抽样检查.方法:方法:方法:方法:事先对生产状况提出一个假设,然后利用样本统计事先对生产状况提出一个假设,然后利用样本统计事先对生产状况提出一个假设,然后利用样本统计事先对生产状况提出一个假设,然后利用样本统计量的值检验提出的假设是否正确。量的值检验提出的假设是否正确。量的值检验提出的假设是否正确。量的值检验提出的假设是否正确。第6页,本讲稿共88页(二)备择假设(二)备择假设(alternative hyp
4、othesis),与原假设相对立),与原假设相对立(相反相反)的假设。的假设。一般为研究者想收集数据予以证实自己观点的假设。一般为研究者想收集数据予以证实自己观点的假设。用用H1表示。表示。表示形式:表示形式:表示形式:表示形式:H1H1:总体参数:总体参数:总体参数:总体参数某值某值某值某值 ()()()()()()()()H0:(=355)例:H1:二、两类假设二、两类假设二、两类假设二、两类假设(一)原假设(一)原假设(一)原假设(一)原假设(null hypothesis null hypothesis),又称零假设,指检验前对总体参数值所),又称零假设,指检验前对总体参数值所),又称
5、零假设,指检验前对总体参数值所),又称零假设,指检验前对总体参数值所做的假设。一般为研究者想收集证据予以反对的假设。做的假设。一般为研究者想收集证据予以反对的假设。做的假设。一般为研究者想收集证据予以反对的假设。做的假设。一般为研究者想收集证据予以反对的假设。用用用用H0表示。表示。表示。表示。表示形式:表示形式:表示形式:表示形式:H0H0:总体参数:总体参数:总体参数:总体参数=某值某值某值某值 ()()例例例例:第7页,本讲稿共88页(三)两类假设建立原则(三)两类假设建立原则 1、H0与与H1必须成对出现必须成对出现 2、通常先确定备择假设,再确定原假设、通常先确定备择假设,再确定原假
6、设 3、假设中的等号、假设中的等号“=”总是放在原假设中总是放在原假设中 例:予以检验的问题是例:予以检验的问题是“生产过程是否正常?生产过程是否正常?”,研究者想收集证据检验,研究者想收集证据检验“生产过程不正常生产过程不正常”。(*正常时就无必要检查!)正常时就无必要检查!)H1:H0:第8页,本讲稿共88页三、假设检验的原理,三、假设检验的原理,如何判断原假设如何判断原假设H0 是否成立呢?是否成立呢?在实践中普遍采用小概率原则:在实践中普遍采用小概率原则:小概率事件在一次试验中基本上不会发小概率事件在一次试验中基本上不会发生生.如果在如果在H0条件下发生了小概率事件,则条件下发生了小概
7、率事件,则认为认为H0不正确不正确 第9页,本讲稿共88页四、双侧检验和单侧检验第10页,本讲稿共88页(一)双侧检验与单侧检验一)双侧检验与单侧检验(三类三类假设的形式:以均值为例假设的形式:以均值为例)假设研究的问题双侧检验左侧检验右侧检验H0m=m0m m0m m0H1m m0m m0第11页,本讲稿共88页(二)双侧检验(二)双侧检验1、定义:只强调差异而不强调方向性的检验称为双侧检验。、定义:只强调差异而不强调方向性的检验称为双侧检验。例例:某某种种零零件件的的尺尺寸寸,要要求求其其平平均均长长度度为为10厘厘米米,大大于于或或小小于于10厘米均属于不合格。厘米均属于不合格。建立的原
8、假设与备择假设应为建立的原假设与备择假设应为 H0:1 1=10 H1:1 1 10第12页,本讲稿共88页2、双侧检验的、双侧检验的显著性水平与拒绝域显著性水平与拒绝域 如果统计量的值界于左、右临界值间,则如果统计量的值界于左、右临界值间,则H0成立;成立;如果大于右临界值或小于左临界值,如果大于右临界值或小于左临界值,H0不成立。不成立。抽样分布抽样分布抽样分布抽样分布抽样分布抽样分布H HH000值值值临界值临界值临界值临界值临界值临界值 /2/2 /2/2/2 样本统计量样本统计量样本统计量拒绝域拒绝域拒绝域拒绝域拒绝域拒绝域接受域接受域接受域1-1-1-置信水平置信水平置信水平置信水
9、平置信水平置信水平第13页,本讲稿共88页(三)单侧检验 1、定定义义:强强调调方方向向性性的的检检验验叫叫单单侧侧检检验验。目目的的在在于于检检验验研研究究对对象象是是高高于(右尾检验)或低于某一水平(左尾检验)。于(右尾检验)或低于某一水平(左尾检验)。2、左尾检验(左侧检验)、左尾检验(左侧检验)例如例如:改进生产工艺后,会使产品的生产时间降低到改进生产工艺后,会使产品的生产时间降低到2小时以下小时以下建立的原假设与备择假设应为建立的原假设与备择假设应为 H0:1 1 2 2 H1:1 1 2第14页,本讲稿共88页单下尾检验(左侧检验)单下尾检验(左侧检验)显著性水平与拒绝域显著性水平
10、与拒绝域:如果统计量的值大于左临界值,则如果统计量的值大于左临界值,则H0成立;如果小于左临界值,成立;如果小于左临界值,H0不成立。不成立。H H0 0值值临界值临界值 样本统计量样本统计量拒绝域拒绝域接受域接受域抽样分布抽样分布抽样分布抽样分布1-1-置信水平置信水平置信水平置信水平第15页,本讲稿共88页3、右侧检验、右侧检验检验研究对象是否高于某一水平。检验研究对象是否高于某一水平。例例:采采用用新新技技术术生生产产后后,将将会会使使产产品品的的使使用用寿寿命命明明显显延延长长到到15001500小时以上小时以上建立的原假设与备择假设应为 H0:1 1 1500 H1:1 1 1500
11、第16页,本讲稿共88页右侧检验右侧检验显著性水平与拒绝:显著性水平与拒绝:如果统计量值小于右临界值,则如果统计量值小于右临界值,则H0成立;如果大于右临界值,成立;如果大于右临界值,H0不成立。不成立。H HH0 00值值值临界值临界值临界值 样本统计量样本统计量样本统计量拒绝域拒绝域拒绝域接受域接受域接受域接受域抽样分布抽样分布抽样分布抽样分布抽样分布抽样分布1-1-1-置信水平置信水平置信水平置信水平置信水平置信水平观察到的样本统计量观察到的样本统计量观察到的样本统计量观察到的样本统计量观察到的样本统计量观察到的样本统计量第17页,本讲稿共88页五、假设检验中的两类错误五、假设检验中的两
12、类错误(决策风险)(决策风险)第18页,本讲稿共88页 如果如果H0实际上为真实际上为真,但统计量的实测值,但统计量的实测值落入了否定域,从而作出落入了否定域,从而作出否定否定H0的结论,那的结论,那就犯了就犯了“以真为假以真为假”的错误的错误.如果如果H0不成立不成立,但统计量的实测,但统计量的实测值未落入否定域,从而没有作出否定值未落入否定域,从而没有作出否定H0的结论,即的结论,即接受了错误的接受了错误的H0,那,那就犯了就犯了“以假为真以假为真”的错误的错误.请看下表请看下表第19页,本讲稿共88页H H0 0:无罪无罪无罪无罪假设检验中的两类错误假设检验中的两类错误(决策结果)(决策
13、结果)陪审团审判裁决实际情况无罪有罪无罪正确错误有罪错误正确H0 检验决策实际情况H0为真H0为假接受H01-第二类错误(b)拒绝H0第一类错误()功效(1-b)假设检验就好像一场审判过程假设检验就好像一场审判过程假设检验就好像一场审判过程统计检验过程统计检验过程统计检验过程第20页,本讲稿共88页六、假设检验的过程与步骤六、假设检验的过程与步骤六、假设检验的过程与步骤六、假设检验的过程与步骤第21页,本讲稿共88页*过程说明实例分析某生产工艺零件规格为长度某生产工艺零件规格为长度4cm,标准差为,标准差为0.1cm,从某天生产的零件中抽取,从某天生产的零件中抽取9件,测得件,测得平均长度为平
14、均长度为3.94cm,试在,试在95%概率下检验当天生产是否正常?概率下检验当天生产是否正常?解:解:H0:=4 *正常正常 H1:4 *不正常(研究者要证实的观点)不正常(研究者要证实的观点)由抽样分布知,正态总体方差已知时,由抽样分布知,正态总体方差已知时,当当H0成立时,成立时,既在既在H0条件下发生了大概率事件,故条件下发生了大概率事件,故H0成立,成立,H1不成立。不成立。第22页,本讲稿共88页总体总体总体总体1、假设检验的过程(提出假设抽取样本作出决策)抽取随机样本抽取随机样本抽取随机样本抽取随机样本均值均值均值均值 X X=20=20我认为人口的平均年龄是50岁 提出假设提出假
15、设提出假设提出假设 拒绝假设!别无选择.作出决策作出决策作出决策作出决策第23页,本讲稿共88页2、假设检验的步骤、假设检验的步骤提出原假设和备择假设提出原假设和备择假设确定适当的计算检验统计量的公式确定适当的计算检验统计量的公式规定显著性水平规定显著性水平由样本信息,计算检验统计量的值由样本信息,计算检验统计量的值作出统计决策作出统计决策第24页,本讲稿共88页提出原假设和备择假设提出原假设和备择假设1、提出原假设与备择假设。提出原假设与备择假设。H0、H1是对立的,是对立的,“先先将研究者收集证据要证明的观点定为将研究者收集证据要证明的观点定为H1,再提出,再提出H0”。2、三种假设形式、
16、三种假设形式 H0:参数参数=某值某值H H1 1:参数参数 某值某值双侧检验双侧检验H0:参数参数 某值某值H H1 1:参数参数 某值某值右尾检验右尾检验H0:参数:参数 某值某值H H1 1:参数参数 某值某值左尾检验左尾检验第25页,本讲稿共88页1、根据不同类型的问题选择统计量根据不同类型的问题选择统计量2、选择统计量的方法与参数估计相同,需考虑、选择统计量的方法与参数估计相同,需考虑是大样本还是小样本是大样本还是小样本总体方差已知还是未知总体方差已知还是未知确定适当的检验统计量并计算值确定适当的检验统计量并计算值确定适当的检验统计量并计算值确定适当的检验统计量并计算值第26页,本讲
17、稿共88页规定显著性水平规定显著性水平 常用的常用的 值有值有0.01,0.05,0.10 =0.05 称为称为“有显著性差异有显著性差异”=0.01 称为称为“有极其显著性差异有极其显著性差异”=0.10称为称为“有明显的差异趋势有明显的差异趋势”第27页,本讲稿共88页作出统计决策作出统计决策(1)临界值比较法)临界值比较法 双侧检验问题:用计算出的统计量的值与双侧临界值比较。双侧检验问题:用计算出的统计量的值与双侧临界值比较。左尾检验问题:用计算出的统计量的值与左临界值比较。左尾检验问题:用计算出的统计量的值与左临界值比较。右尾检验问题:用计算出的统计量的值与右临界值比较。右尾检验问题:
18、用计算出的统计量的值与右临界值比较。(2)利用)利用P值法值法 P值是指统计量值在分布曲线上所截取的剩余面积值,可由计算机自动给值是指统计量值在分布曲线上所截取的剩余面积值,可由计算机自动给出。出。无论是双侧还是单侧检验问题:无论是双侧还是单侧检验问题:当当P时,时,H0不成立;不成立;P时,时,H0成立成立 第28页,本讲稿共88页第二节第二节单样本均值显著性检验单样本均值显著性检验(One-sample t test)第29页,本讲稿共88页一、研究问题:一、研究问题:用从总体中抽取的一个样本的均值,检验该总体均值是否等于某个值。对应用从总体中抽取的一个样本的均值,检验该总体均值是否等于某
19、个值。对应于社会研究中于社会研究中“均值类质量检验均值类质量检验”问题,或问题,或“心理学中与常模值的差心理学中与常模值的差异分析异分析”,即必须有一个总体报告值或标准值。即必须有一个总体报告值或标准值。二、方法二、方法方法方法1:总体方差已知时双侧检验、单尾(左尾、右尾)检验:总体方差已知时双侧检验、单尾(左尾、右尾)检验方法方法2:总体方差未知时双侧检验、单尾(左尾、右尾)检验:总体方差未知时双侧检验、单尾(左尾、右尾)检验 第30页,本讲稿共88页方法1:总体方差已知时的检验第31页,本讲稿共88页*单样本均值的双尾 Z 检验(2 已知)1 1、假定条件、假定条件总体服从正态分布总体服从
20、正态分布若不服从正态分布若不服从正态分布,可用正态分布来近似可用正态分布来近似(n 30)30)2 2、原假设为、原假设为:H0:=0 0;备择假设为备择假设为:H1:0 03.使用使用z-统计量:统计量:第32页,本讲稿共88页(实例)【例例】某某机机床床厂厂加加工工一一种种零零件件,根根据据经经验验知知道道,该该厂厂加加工工零零件件的的椭椭圆圆度度近近似似服服从从正正态态分分布布,其其总总体体均均值值为为 0=0.081mm,总总体体标标准准差差为为=0.0250.025。今今换换一一种种新新机机床床进进行行加加工工,抽抽取取n=200个个零零件件进进行行检检验验,得得到到的的椭椭圆圆度度
21、为为0.076mm。试试问问新新机机床床加加工工零零件件的的椭椭圆圆度度的的均均值值与与以以前前有有无无显显著著差差异异?(?(0.05)第33页,本讲稿共88页均值的双尾 Z 检验(计算结果)H0:1 1=0.081H1:1 1 0.081 =0.05n=200临界值临界值(s):检验统计量检验统计量检验统计量检验统计量:Z Z0 01.961.96-1.96-1.96.025025拒绝拒绝 H H0 0拒绝拒绝 H H0 0.025.025决策决策决策决策:结论结论结论结论:拒绝拒绝H H0 0有有有有证证证证据据据据表表表表明明明明新新新新机机机机床床床床加加加加工工工工的的的的零零零零
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