08假设检验.ppt
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1、8-1统计学统计学STATISTICS(第三版第三版)第第 8 章章 假设检验假设检验统计学8-2统计学统计学STATISTICS(第三版第三版)第第 8 章章 假设检验假设检验8.1 假设检验的基本问题假设检验的基本问题 8.2 一个总体参数的检验一个总体参数的检验8.3 两个总体参数的检验两个总体参数的检验8.4 假设检验中的其他问题假设检验中的其他问题8-3统计学统计学STATISTICS(第三版第三版)学习目标学习目标1.了解假设检验的基本思想了解假设检验的基本思想 2.掌握假设检验的步骤掌握假设检验的步骤3.对实际问题作假设检验对实际问题作假设检验4.利用置信区间进行假设检验利用置信
2、区间进行假设检验5.利用利用P-值进行假设检验值进行假设检验8-4统计学统计学STATISTICS(第三版第三版)8.1 假设检验的基本问题假设检验的基本问题8.1.1 假设问题的提出假设问题的提出8.1.2 假设的表达式假设的表达式8.1.3 两类错误两类错误8.1.4 假设检验的流程假设检验的流程8.1.5 利用利用P值进行决策值进行决策8.1.6 单侧检验单侧检验8-5统计学统计学STATISTICS(第三版第三版)假设问题的提出假设问题的提出8-6统计学统计学STATISTICS(第三版第三版)什么是假设什么是假设?(hypothesis)对总体参数的的数值所作的一种陈述n n总总体体
3、参参数数包包括括总总总总体体体体均均均均值值值值、比例比例比例比例、方差方差方差方差等等n n分析分析之前之前之前之前必需陈述必需陈述我认为该地区新生婴儿我认为该地区新生婴儿的平均体重为的平均体重为31903190克克!8-7统计学统计学STATISTICS(第三版第三版)什么是假设检验什么是假设检验?(hypothesis testing)1.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.有参数假设检验和非参数假设检验3.采用逻辑上的反证法,依据统计上的小概率原理8-8统计学统计学STATISTICS(第三版第三版)提出原假设和备择假设提出原假设和备择假设 什
4、么是原假设?什么是原假设?(null hypothesis)1.待检验的假设,又称“0假设”2.研究者想收集证据予以反对的假设3.总是有等号 ,或 4.表示为 H0n nH H0 0:某一数值某一数值 n n指定为指定为 =号,即号,即 或或 n n例如例如,H,H0 0:31903190(克)克)8-9统计学统计学STATISTICS(第三版第三版)什么是备择假设?什么是备择假设?(alternative hypothesis)1.与原假设对立的假设,也称“研究假设”2.研究者想收集证据予以支持的假设总是有不等号:,或 3.表示为 H1n nH H1 1:某一数值,或某一数值,或 某一数值某
5、一数值n n例如例如,H,H1 1:3910(1.40C.H0:1.40,H1:1.40D.H0:1.40,H1:0.2B.H0:=0.2,H1:0.2C.H0:0.3,H1:0.3D.H0:0.3,H1:0.3A A A8-12统计学统计学STATISTICS(第三版第三版)假设检验中的两类错误假设检验中的两类错误(决策风险决策风险)8-13统计学统计学STATISTICS(第三版第三版)假设检验中的两类错误假设检验中的两类错误1.1.第一类错误(弃真错误)第一类错误(弃真错误)第一类错误(弃真错误)第一类错误(弃真错误)n n原假设为真时拒绝原假设原假设为真时拒绝原假设n n会产生一系列后
6、果会产生一系列后果n n第一类错误的概率为第一类错误的概率为 l l被称为显著性水平被称为显著性水平2.2.第二类错误(取伪错误)第二类错误(取伪错误)第二类错误(取伪错误)第二类错误(取伪错误)n n原假设为假时接受原假设原假设为假时接受原假设n n第二类错误的概率为第二类错误的概率为(Beta)(Beta)8-14统计学统计学STATISTICS(第三版第三版)错误和错误和 错误的关系错误的关系 你不能同时减你不能同时减少两类错误少两类错误!和和和和 的关系就像的关系就像的关系就像的关系就像翘翘板,翘翘板,翘翘板,翘翘板,小小小小 就就就就大,大,大,大,大大大大 就小就小就小就小8-15
7、统计学统计学STATISTICS(第三版第三版)思考思考在假设检验中,不拒绝原假设意味着()A.原假设肯定是正确的B.原假设肯定是错误的C.没有证据证明原假设是正确的D.没有证据证明原假设是错误的D DD8-16统计学统计学STATISTICS(第三版第三版)思考思考在假设检验中,第一类错误是指()A.当原假设正确时拒绝原假设B.当原假设错误时拒绝原假设C.当备择假设正确时拒绝备择假设D.当备择假设不正确时未拒绝备择假设A A A8-17统计学统计学STATISTICS(第三版第三版)假设检验的流程假设检验的流程提出假设提出假设确定适当的检验统计量确定适当的检验统计量规定显著性水平规定显著性水
8、平 计算检验统计量的值计算检验统计量的值作出统计决策作出统计决策8-18统计学统计学STATISTICS(第三版第三版)什么是检验统计量?什么是检验统计量?1.用于假设检验决策的统计量2.选择统计量的方法与参数估计相同,需考虑n n是大样本还是小样本是大样本还是小样本n n总体方差已知还是未知总体方差已知还是未知3.检验统计量的基本形式为确定适当的检验统计量确定适当的检验统计量8-19统计学统计学STATISTICS(第三版第三版)规定显著性水平规定显著性水平(significant level)什么是显著性水平?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n n被称为
9、抽样分布的拒绝被称为抽样分布的拒绝域域3.表示为(alpha)n n常用的常用的 值有值有0.01,0.05,0.100.01,0.05,0.104.由研究者事先确定8-20统计学统计学STATISTICS(第三版第三版)作出统计决策作出统计决策1.计算检验的统计量2.根据给定的显著性水平,查表得出相应的临界值z或z,t或t3.将检验统计量的值与 水平的临界值进行比较4.得出拒绝或不拒绝原假设的结论8-21统计学统计学STATISTICS(第三版第三版)利用利用P值进行决策值进行决策8-22统计学统计学STATISTICS(第三版第三版)什么是什么是P 值值?(P-value)1.是一个概率值
10、2.如果原假设为真,P-值是抽样分布中大于或小于样本统计量的概率n n左侧检验时,左侧检验时,P P-值为曲线上方值为曲线上方小于等于小于等于小于等于小于等于检检验统计量部分的面积验统计量部分的面积n n右侧检验时,右侧检验时,P P-值为曲线上方值为曲线上方大于等于大于等于大于等于大于等于检检验统计量部分的面积验统计量部分的面积3.被称为观察到的(或实测的)显著性水平n nH H0 0 能被拒绝的最小值能被拒绝的最小值8-23统计学统计学STATISTICS(第三版第三版)双侧检验的双侧检验的P 值值 /2 2 /2 2 Z Z拒绝拒绝拒绝拒绝拒绝拒绝拒绝拒绝H HH0 00值值值临界值临界
11、值临界值计算出的样本统计量计算出的样本统计量计算出的样本统计量计算出的样本统计量计算出的样本统计量计算出的样本统计量计算出的样本统计量计算出的样本统计量计算出的样本统计量计算出的样本统计量计算出的样本统计量计算出的样本统计量临界值临界值临界值1/2 1/2 1/2 P P P 值值值1/2 1/2 1/2 P P P 值值值8-24统计学统计学STATISTICS(第三版第三版)左侧检验的左侧检验的P 值值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计算出的样本统计量计算出
12、的样本统计量计算出的样本统计量计算出的样本统计量计算出的样本统计量计算出的样本统计量P P P 值值值8-25统计学统计学STATISTICS(第三版第三版)右侧检验的右侧检验的P 值值H HH0 00值值值临界值临界值临界值 拒绝域拒绝域拒绝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计算出的样本统计量计算出的样本统计量计算出的样本统计量计算出的样本统计量计算出的样本统计量计算出的样本统计量P P P 值值值8-26统计学统计学STATISTICS(第三版第三版)利用利用 P 值进行检验值进行检验(决策准则决策准则)1.单侧检
13、验n n若若p-p-值值 ,不拒绝不拒绝 H H0 0n n若若p-p-值值 ,拒绝拒绝 H H0 02.双侧检验n n若若p-p-值值 ,不拒绝不拒绝 H H0 0n n若若p-p-值值 ,拒绝拒绝 H H0 08-27统计学统计学STATISTICS(第三版第三版)P值越小()。A.拒绝原假设的可能性越小B.拒绝原假设的可能性越大C.拒绝备择假设的可能性越大D.不拒绝备择假设的可能性越小B B B8-28统计学统计学STATISTICS(第三版第三版)双侧检验和单侧检验双侧检验和单侧检验8-29统计学统计学STATISTICS(第三版第三版)双侧检验与单侧检验双侧检验与单侧检验(假设的形式
14、假设的形式)假假设研究的研究的问题双双侧检验左左侧检验右右侧检验H0=0 0 0 0 0 0H1 0 0 0 08-30统计学统计学STATISTICS(第三版第三版)双侧检验双侧检验(原假设与备择假设的确定原假设与备择假设的确定)1.属于决策中的假设检验决策中的假设检验2.不论是拒绝H0还是不拒绝H0,都必需采取相应的行动措施3.例如,某种零件的尺寸,要求其平均长度为10cm,大于或小于10cm均属于不合格n n我我们们想想要要证证明明(检检验验)大大于于或或小小于于这这两两种种可可能能性性中的任何一种是否成立中的任何一种是否成立4.建立的原假设与备择假设应为 H0:10 H1:108-31
15、统计学统计学STATISTICS(第三版第三版)双侧检验双侧检验(显著性水平与拒绝域显著性水平与拒绝域)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8-32统计学统计学STATISTICS(第三版第三版)单侧检验单侧检验(显著性水平与拒绝域显著性水平与拒绝域)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
16、信水平8-33统计学统计学STATISTICS(第三版第三版)思考思考指出下列假设检验哪一个属于左侧检验()A.H0:=0,H1:0B.H0:0,H1:0D.H0:0,H1:0B B B8-34统计学统计学STATISTICS(第三版第三版)指出下列假设检验形式的写法哪一个是错误的?()A.H0:=0,H1:0B.H0:0,H1:0D.H0:0,H1:0D DD8-35统计学统计学STATISTICS(第三版第三版)设zc为检验统计量的计算值,检验的假设为H0:0,H1:0,当zc=1.645时,计算出的P值为()。A.0.025B.0.05C.0.01D.0.0025B B B8-36统计学
17、统计学STATISTICS(第三版第三版)对于给定的显著性水平,根据P值拒绝原假设的准则是()。A.P=B.P D.P=0B B B8-37统计学统计学STATISTICS(第三版第三版)左单侧检验左单侧检验某批发商欲从厂家购进一批灯泡,根据合同规定灯泡的使用寿命平均不能低于1000小时。已知灯泡燃烧寿命服从正态分布,标准差为200个小时。在总体中随机抽取了100个灯泡,得知样本均值为960小时,批发商是否应该购买这批灯泡?8-38统计学统计学STATISTICS(第三版第三版)右单侧检验右单侧检验某种大量生产的袋装食品,按规定重量不得少于250克。今从一批该种食品中随机抽取50袋,发现有6袋
18、重量低于250克,若规定不符合标准的比例达到5%,食品就不得出厂,问该批食品能否出厂?8-39统计学统计学STATISTICS(第三版第三版)8.2 一个总体参数的检验一个总体参数的检验8.2.1 检验统计量的确定检验统计量的确定8.2.2 总体均值的检验总体均值的检验8.2.3 总体比例的检验总体比例的检验8.2.4 总体方差的检验总体方差的检验8-40统计学统计学STATISTICS(第三版第三版)一个总体参数的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(单尾和双尾)(单尾和双
19、尾)均值均值一个总体一个总体比例比例方差方差8-41统计学统计学STATISTICS(第三版第三版)总体总体均值检验均值检验8-42统计学统计学STATISTICS(第三版第三版)总体均值的检验总体均值的检验(检验统计量检验统计量)总体总体 是否已知是否已知?用用样本标样本标准差准差S代替代替 t 检验检验小小小样本量样本量n否否否是是是z 检验检验 z 检验检验大大大8-43统计学统计学STATISTICS(第三版第三版)总体均值的检验总体均值的检验(2 已知或已知或 2未知大样本未知大样本)1.假定条件n n总体服从正态分布总体服从正态分布n n若不服从正态分布若不服从正态分布,可用正态分
20、布来近似可用正态分布来近似(n n 30)30)2.使用Z-统计量n n 2 2 已知:已知:n n 2 2 未知:未知:8-44统计学统计学STATISTICS(第三版第三版)2 已知均值的检验已知均值的检验(例题分析例题分析)【例例例例】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=0.081mm=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 n=200=200个个零零件件进进行行检检
21、验验,得得到到的的椭椭圆圆度度为为0.0760.076mmmm。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著差异?(显著差异?(0.050.05)双侧检验双侧检验8-45统计学统计学STATISTICS(第三版第三版)2 已知均值的检验已知均值的检验(例题分析例题分析)H H0 0:=0.081=0.081H H1 1:0.081 0.081 =0.050.05n n =200200临界值临界值临界值临界值(s):(s):检验统计量检验统计量检验统计量检验统计量:Z Z0 01.961.96-1.96-1.96.025.025拒绝拒绝 H H0 0拒
22、绝拒绝 H H0 0.025.025决策决策决策决策:结论结论结论结论:在在 =0.05=0.05的水平上拒绝的水平上拒绝H H0 0有有证证据据表表明明新新机机床床加加工工的的零零件件的椭圆度与以前有显著差异的椭圆度与以前有显著差异8-46统计学统计学STATISTICS(第三版第三版)2 已知均值的检验已知均值的检验(P 值的计算与应用值的计算与应用)第第1 1步步:进进入入ExcelExcel表表格格界界面面,选选择择“插插入入”下下拉拉菜菜单单第第2 2步:步:选择选择“函数函数”点击点击第第3 3步步:在在函函数数分分类类中中点点击击“统统计计”,在在函函数数名名的的菜菜 单下选择字
23、符单下选择字符“NORMSDISTNORMSDIST”然后确定然后确定第第4 4步:步:将将Z Z的绝对值的绝对值2.832.83录入,得到的函数值为录入,得到的函数值为 0.9976725370.997672537 P P值值=2(1=2(10.997672537)=0.0046540.997672537)=0.004654 P P值远远小于值远远小于,故拒绝,故拒绝H H0 08-47统计学统计学STATISTICS(第三版第三版)2 已知均值的检验已知均值的检验(小样本例题分析小样本例题分析)【例例】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
24、)。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)单侧单侧检验检验8-48统计学统计学STATISTICS(第三版第三版)2 已知均值的检验已知均值的检验(小样本例题分析小样本例题分析)H H0 0:1020 1020H H1 1:1020 1020 =0.050.05n n =1616临界值临界值临界值临界值(s):(s):检验统计量检验统计量检验统计量检验统计量:在在 =0.05=0.05的水平上拒绝的水平上拒绝H H0 0有证据表明这批灯泡的使用有证据表明这批灯泡的使用寿命有显著提高寿命
25、有显著提高决策决策决策决策:结论结论结论结论:Z Z0 0拒绝域拒绝域0.050.051.6451.6458-49统计学统计学STATISTICS(第三版第三版)设我国出口凤尾鱼罐头,标准规格是每罐净重250克,根据以往经验,标准差是3克。现在某食品工厂生产一批供出口用的这种罐头,从中抽取100罐检验,其平均净重是251克。假定罐头重量服从正态分布,按规定显著性水平=0.05,问这批罐头是否合乎标准,即净重确为250克?8-50统计学统计学STATISTICS(第三版第三版)一家食品加工公司的质量管理部门规定,某种包装食品净重不得少于20千克。经验表明,重量近似服从标准差为1.5千克的正态分布
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