统计学第5章假设检验精品文稿.ppt
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1、统计学第5章假设检验第1页,本讲稿共76页6.1 假设检验的基本问题假设检验的基本问题 6.2 大样本情形下的总体均值检验大样本情形下的总体均值检验6.3 小样本情形下的总体均值检验小样本情形下的总体均值检验6.3 总体比例的检验总体比例的检验第2页,本讲稿共76页学习目标1.假设检验的基本思想和原理假设检验的基本思想和原理 2.假设检验的步骤假设检验的步骤3.总体均值的检验总体均值的检验4.总体比例的检验总体比例的检验第3页,本讲稿共76页6.1 假设检验的基本问题一一.原假设与备择假设原假设与备择假设二二.拒绝域和检验统计量拒绝域和检验统计量三三.两类错误和显著性水平两类错误和显著性水平四
2、四.单侧检验与双侧检验单侧检验与双侧检验第4页,本讲稿共76页什么是假设检验第5页,本讲稿共76页什么是假设?(hypothesis)o 对总体参数的具体数值所作的陈述n总体参数包括总总体体均均值值、比例比例、方差方差等n分析之前之前必需陈述我认为这种新药的疗效我认为这种新药的疗效比原有的药物更有效比原有的药物更有效!第6页,本讲稿共76页什么是假设检验?(hypothesis test)1.先对总体的参数提出某种假设,然后利用样本信息判断假设是否成立的过程2.有参数检验和非参数检验3.逻辑上运用反证法,统计上依据小概率原理第7页,本讲稿共76页o区间估计是用给定的大概率推断出总体参数区间估计
3、是用给定的大概率推断出总体参数的范围,而假设检验是以小概率为标准,对的范围,而假设检验是以小概率为标准,对总体的状况所做出的假设进行判断。总体的状况所做出的假设进行判断。o假设检验与区间估计结合起来,构成完整的假设检验与区间估计结合起来,构成完整的统计推断内容。统计推断内容。o假设检验与区间估计的差别主要在于:假设检验与区间估计的差别主要在于:第8页,本讲稿共76页假设检验的基本思想.因此我们拒绝因此我们拒绝因此我们拒绝因此我们拒绝因此我们拒绝因此我们拒绝假设假设假设假设假设假设 =50=50=50.如果这是总如果这是总如果这是总如果这是总如果这是总如果这是总体的真实均值体的真实均值体的真实均
4、值体的真实均值体的真实均值体的真实均值样本均值样本均值样本均值样本均值样本均值样本均值 =50=50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 HH0 00这个值不像我这个值不像我这个值不像我这个值不像我这个值不像我这个值不像我们应该得到的们应该得到的们应该得到的们应该得到的们应该得到的们应该得到的样本均值样本均值样本均值样本均值样本均值样本均值 .202020第9页,本讲稿共76页总体总体总体总体假设检验的过程抽取随机样抽取随机样本本均值均值均值均值 x x =20=20我认为人口的平我认为人口的平均年龄是均年龄是5050岁岁 提出假设提出假设提出假设提出假设 拒绝假设拒绝假设 别无
5、选择别无选择!作出决策作出决策作出决策作出决策第10页,本讲稿共76页o例例1 1:消费者协会接到消费者投诉,指控品牌:消费者协会接到消费者投诉,指控品牌纸包装饮料存在容量不足,有欺骗消费者之嫌。纸包装饮料存在容量不足,有欺骗消费者之嫌。包装上标明的容量为包装上标明的容量为250250毫升。消费者协会从毫升。消费者协会从市场上随机抽取市场上随机抽取5050盒该品牌纸包装饮品,测试盒该品牌纸包装饮品,测试发现平均含量为发现平均含量为248248毫升,小于毫升,小于250250毫升。这是毫升。这是生产中正常的波动,还是厂商的有意行为?消生产中正常的波动,还是厂商的有意行为?消费者协会能否根据该样本
6、数据,判定饮料厂商费者协会能否根据该样本数据,判定饮料厂商欺骗了消费者呢?欺骗了消费者呢?第11页,本讲稿共76页o消费者协会实际要进行的是一项统计检验工作。消费者协会实际要进行的是一项统计检验工作。检验总体平均检验总体平均 =250=250是否成立。这就是一个原是否成立。这就是一个原假设假设(null hypothesis)(null hypothesis),通常用,通常用 表示。表示。第12页,本讲稿共76页原假设与备择假设第13页,本讲稿共76页原假设(null hypothesis)1.研究者想收集证据予以反对的假设2.又称“0假设”3.表示为 H0H0:指定为符号=,或,例如,H0:
7、10cm第14页,本讲稿共76页1.研究者想收集证据予以支持的假设2.也称“研究假设”3.表示为 H1nH1:某一数值,或某一数值n例如,H1:”或“”的假设检验,称为单侧检验或单尾检验(one-tailed test)n备择假设的方向为“”,称为右侧检验右侧检验 双侧检验与单侧检验双侧检验与单侧检验第18页,本讲稿共76页双侧检验与单侧检验(假设的形式)假设假设双侧检验双侧检验单侧检验单侧检验左侧检验左侧检验右侧检验右侧检验原假设原假设备择假设备择假设第19页,本讲稿共76页两类错误与显著性水平两类错误与显著性水平第20页,本讲稿共76页假设检验中的两类错误1.第第类错误类错误(弃真错误弃真
8、错误)原假设为真时拒绝原假设原假设为真时拒绝原假设第第类错误的概率记为类错误的概率记为 被称为显著性水平被称为显著性水平2.第第类错误类错误(取伪错误取伪错误)原假设为假时未拒绝原假设原假设为假时未拒绝原假设第第 类类 错错 误误 的的 概概 率率 记记 为为 (Beta)第21页,本讲稿共76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H H0 0 检验检验决策决策实际情况实际情况H H0 0为真为真H H0 0为假为假未拒绝未拒绝H H0 0正确决策正确决策(1(1 a a)第第类错类错误
9、误(b b)拒绝拒绝H H0 0第第类类错误错误(a a)正确决策正确决策(1-(1-b 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22页,本讲稿共76页 错误和 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 就小就小就小就小第23页,本讲稿共76页影响影响 错误的因素错误的因素o1.总体参数的真值n随着假设的总体参数的减少而增大o2.显著性水平 n当 减少时增大o3.总体标准差
10、n当 增大时增大o4.样本容量 nn当 n 减少时增大第24页,本讲稿共76页显著性水平(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0.01,0.05,0.104.由研究者事先确定第25页,本讲稿共76页假设检验中的小概率原理o 什么小概率?什么小概率?o1.在在一一次次试试验验中中,一一个个几几乎乎不不可可能能发发生生的的事件发生的概率事件发生的概率o2.在在一一次次试试验验中中小小概概率率事事件件一一旦旦发发生生,我们就有理由拒绝原假设我们就有理由拒绝原假设o3.小概率由研究者事先确定小概
11、率由研究者事先确定什么是小什么是小什么是小概率?概率?概率?第26页,本讲稿共76页第27页,本讲稿共76页统计量与拒绝域统计量与拒绝域o构造一个统计量来决定是否拒绝原假设。构造一个统计量来决定是否拒绝原假设。o对不同的问题,要选择不同的检验统计量。对不同的问题,要选择不同的检验统计量。第28页,本讲稿共76页1.根据样本观测结果计算得到的,并据以对原假设和备择假设作出决策的某个样本统计量2.对样本估计量的标准化结果n原假设H0为真n点估计量的抽样分布 检验统计量检验统计量(test statistic)3.标准化的检验统计量 第29页,本讲稿共76页o检验统计量确定后,就要利用该统计量的分布
12、以检验统计量确定后,就要利用该统计量的分布以及由实际问题中所确定的显著性水平,来进一步及由实际问题中所确定的显著性水平,来进一步确定检验统计量拒绝原假设的取值范围,即拒绝确定检验统计量拒绝原假设的取值范围,即拒绝域。域。o在给定的显著性水平在给定的显著性水平下,检验统计量的可能取值下,检验统计量的可能取值范围被分成两部分:小概率区域与大概率区域。小概范围被分成两部分:小概率区域与大概率区域。小概率区域就是概率不超过显著性水平率区域就是概率不超过显著性水平的区域,是原的区域,是原假设的拒绝区域;大概率区域是概率为假设的拒绝区域;大概率区域是概率为1-1-的区的区域,是原假设的接受区域。域,是原假
13、设的接受区域。第30页,本讲稿共76页o单侧检验与双侧检验/21/2-Z/2 Z/2 Z 0 0 Z双侧检验双侧检验左侧检验左侧检验右侧检验右侧检验第31页,本讲稿共76页显著性水平和拒绝域(双侧检验)抽样分布抽样分布抽样分布抽样分布抽样分布抽样分布0 0 0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拒绝拒绝H H H000拒绝拒绝拒绝H H H0001-1-1-置信水平置信水平置信水平置信水平置信水平置信水平第32页,本讲稿共76页显著性水平和拒绝域(双侧检验)0 0临界值临界值临界值临界值 /2/2 /2/2 样本统计量样本统计量拒绝拒
14、绝H H0 0拒绝拒绝H H0 0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33页,本讲稿共76页显著性水平和拒绝域(双侧检验)0 0临界值临界值临界值临界值 /2/2 /2/2 样本统计量样本统计量拒绝拒绝H H0 0拒绝拒绝H H0 0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34页,本讲稿共76页显著性水平和拒绝域(双侧检验)0 0临界值临界值临界值临界值 /2/2 /2/2 样本统计量样本统计量拒绝拒绝H H0 0拒绝拒绝H H0 0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35页,本讲稿共
15、76页显著性水平和拒绝域(单侧检验)0 0临界值临界值 样本统计量样本统计量拒绝拒绝H H0 0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36页,本讲稿共76页显著性水平和拒绝域(左侧检验)0 0 0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拒绝拒绝H HH0 00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37页,本讲稿共76页显著性水平和拒绝域(左侧检验)0 0 0临界值临界
16、值临界值 样本统计量样本统计量样本统计量拒绝拒绝拒绝H HH0 00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第38页,本讲稿共76页显著性水平和拒绝域(右侧检验)0 0 0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拒绝拒绝H HH0 00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39页,本讲稿共76页显著性水平和拒绝域(右侧检验)0 0 0临界值临界值临界值 样本统计量样本
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