第3章 区间估计和假设检验.ppt
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1、第三章第三章 区间估计和假设检验目录区间估计和假设检验目录 n区间估计和假设检验区间估计和假设检验n3.1正态总体的均值、方差的区间估计正态总体的均值、方差的区间估计n3.2均值、方差的假设检验均值、方差的假设检验n3.3非参数秩和检验非参数秩和检验n3.3.1配对的符号检验配对的符号检验n3.3.2成组数据的秩和检验成组数据的秩和检验n3.4正态性检验正态性检验返回返回1区间估计和假设检验区间估计和假设检验 n利用样本的信息对总体的特征进行统计推断,是统利用样本的信息对总体的特征进行统计推断,是统计学要解决的主要问题之一。计学要解决的主要问题之一。n它通常包括两类方面:一类是进行估计,包括参
2、数它通常包括两类方面:一类是进行估计,包括参数估计、分布函数的估计以及密度函数的估计等;另估计、分布函数的估计以及密度函数的估计等;另一类是进行检验。一类是进行检验。n在这里,首先利用在这里,首先利用SAS提供的提供的MEANS、UNIVARIATE和和TTEST等过程对应用广泛的正态总等过程对应用广泛的正态总体参数进行区间估计和假设检验,其次再来介绍对体参数进行区间估计和假设检验,其次再来介绍对观测数据的正态性进行检验,最后介绍一些常用的观测数据的正态性进行检验,最后介绍一些常用的非参数检验方法。非参数检验方法。本章本章目录目录2区间估计和假设检验区间估计和假设检验1正态总体的均值、方差的区
3、间估计正态总体的均值、方差的区间估计 区间估计区间估计是通过构造两个统计量是通过构造两个统计量 ,能以,能以 的置信度使总体的参数落入的置信度使总体的参数落入 区间中,即区间中,即 。其中。其中 称为显著性称为显著性水平或检验水平,通常取水平或检验水平,通常取 或或 ;分别称为置信下限和置信上限分别称为置信下限和置信上限本章本章目录目录3区间估计和假设检验区间估计和假设检验 1正态总体的均值、方差的区间估计正态总体的均值、方差的区间估计 v对于单个子样而言,设对于单个子样而言,设 是取自是取自 的一个样本;的一个样本;v对两个子样而言,设对两个子样而言,设 ,是分别取自是分别取自 和和 的样本
4、(的样本(分别为二者的样本方差),则有如下结论分别为二者的样本方差),则有如下结论4区间估计和假设检验区间估计和假设检验1正态总体的均值、方差的区间估计正态总体的均值、方差的区间估计 待待估估参数参数置信下限置信下限置信上限置信上限备注备注单单个个子子样样 已知已知 未知未知 已知已知 未知未知本章本章目录目录5区间估计和假设检验区间估计和假设检验1正态总体的均值、方差的区间估计正态总体的均值、方差的区间估计 待待 估估参数参数置信下限置信下限置信上限置信上限备注备注两两个个子子样样 已知已知未知未知未知未知本章本章目录目录6区间估计和假设检验区间估计和假设检验1正态总体的均值、方差的区间估计
5、正态总体的均值、方差的区间估计n1正态总体的均值、方差的区间估计正态总体的均值、方差的区间估计注注:,分分别别表表示示标标准准正正态态分分布布,(自自由由度度为为 ),-分分布布(自自由由度度为为 ),分分布布(自自由由度度为为 )的上)的上 分位点。分位点。本章本章目录目录7区间估计和假设检验区间估计和假设检验 1正态总体的均值、方差的区间估计正态总体的均值、方差的区间估计 n例例1n设设某某厂厂一一车车床床生生产产的的钮钮扣扣,其其直直径径据据经经验验服服从从正正态态 ,。为为了了判判断断其其均均值值的的置置信信区区间间,现现抽抽取取容容量量n=100的的子子样样,其其子子样样均均值值=2
6、6.56,求求其其均均值值的的95%的置信区间的置信区间.本章本章目录目录8区间估计和假设检验区间估计和假设检验 1正态总体的均值、方差的区间估计正态总体的均值、方差的区间估计 SAS程序为程序为:dataval1;xbar=26.56;sigma=5.2;n=100;u=probit(0.975);delta=u*sigma/sqrt(n);lcl=xbar-delta;ucl=xbar+delta;Run;procprintdata=val1;varlclxbarucl;run;本章本章目录目录9区间估计和假设检验区间估计和假设检验 1正态总体的均值、方差的区间估计正态总体的均值、方差的区
7、间估计 SAS程序为程序为其输出结果为其输出结果为:LCLXBARUCL25.540826.5627.5792即即总总体体均均值值的的95%的的置置信信区区间间为为25.5408,27.5792;本章本章目录目录10区间估计和假设检验区间估计和假设检验 1正态总体的均值、方差的区间估计正态总体的均值、方差的区间估计 n例例2n检验某种型号玻璃纸的横向廷伸率。测得的数据如下检验某种型号玻璃纸的横向廷伸率。测得的数据如下横横向向廷廷伸伸率率%35.5 37.5 39.5 41.5 43.5 45.5 47.5 49.5 51.5 53.5 55.5 57.5 59.5 61.5 63.5频数频数7
8、 8 11 9 9 12 17 14 5 3 2 0 2 0 1现在要检验假设现在要检验假设 ,并求出其并求出其95%的置信区间。的置信区间。本章本章目录目录11区间估计和假设检验区间估计和假设检验 1正态总体的均值、方差的区间估计正态总体的均值、方差的区间估计 SAS程序为:程序为:data var22;input x fx;y=x-65;cards;35.5 7 37.5 8 39.5 11 41.5 9 43.5 9 45.5 12 47.5 17 49.5 1451.5 5 53.5 3 55.5 2 57.5 0 59.5 2 61.5 0 63.5 1;proc means dat
9、a=var22 t prt clm;var y;freq fx;run;CLM表示要输出表示要输出95%95%置信区间置信区间本章本章目录目录12区间估计和假设检验区间估计和假设检验 1正态总体的均值、方差的区间估计正态总体的均值、方差的区间估计 n输出结果:输出结果:分析变量分析变量:YT-统计量统计量Prob|T|95.0%置信下界置信下界95.0%置信上界置信上界-34.29|t|fatpctPooledEqual21-1.700.1031fatpctSatterthwaiteUnequal20.5-1.730.0980EqualityofVariancesVariableMethodN
10、umDFDenDFFValuePrFfatpctFoldedF1291.290.7182本章本章目录目录其结论为其结论为:n所测不同性别的人的脂肪含量所测不同性别的人的脂肪含量没有显著差别。没有显著差别。16区间估计和假设检验区间估计和假设检验 1正态总体的均值、方差的区间估计正态总体的均值、方差的区间估计 本章本章目录目录注:例注:例3的数据特点是的数据特点是独立组样本独立组样本,检验方法是,检验方法是T检验检验。n独立组样本独立组样本T检验要求数据符合以下检验要求数据符合以下3个条件:个条件:(1)观察值之间是独立的;)观察值之间是独立的;(2)每组观察值是来自正态分布的总体;)每组观察值
11、是来自正态分布的总体;(3)两个独立组的方差相等。)两个独立组的方差相等。17区间估计和假设检验区间估计和假设检验 1正态总体的均值、方差的区间估计正态总体的均值、方差的区间估计 本章本章目录目录注:采用注:采用PROCCHART过程对独立组样本画直方图过程对独立组样本画直方图直方图有两种形态:垂直条形图和水平条形图,下面对例直方图有两种形态:垂直条形图和水平条形图,下面对例3画水画水平条形图,平条形图,SAS程序为:程序为:databodyfat;inputsex$fatpct;cards;男男13.3女女22男男19女女26男男20女女16男男8女女12男男18女女21.7男男22女女23
12、.2男男20女女21男男31女女28男男21女女30男男12女女23男男16男男12男男24;PROCCHARTDATA=BODYFAT;hbarfatpct/group=sex;title“两组独立样本的水平条形图两组独立样本的水平条形图”;RUN;18区间估计和假设检验区间估计和假设检验 1正态总体的均值、方差的区间估计正态总体的均值、方差的区间估计 运行结果为:运行结果为:19区间估计和假设检验区间估计和假设检验 1正态总体的均值、方差的区间估计正态总体的均值、方差的区间估计 n例例4 假定初生婴儿(男孩)的体重服从正态分布,随机假定初生婴儿(男孩)的体重服从正态分布,随机抽取抽取12名
13、新生婴儿,测其体重为名新生婴儿,测其体重为3100,2520,3000,3000,3600,3160,3560,3320,2880,2600,3400,2540。试给出新生婴儿体。试给出新生婴儿体重重方差方差的置信区间(置信度为的置信区间(置信度为95%)。)。本章本章目录目录20区间估计和假设检验区间估计和假设检验 1正态总体的均值、方差的区间估计正态总体的均值、方差的区间估计 n例例4 SAS程序为程序为dataval2;inputweight;cards;310025203000300036003160356033202880260034002540;procmeansdata=val2
14、;outputout=tval1css=ssn=n;Run;datatval2;settval1;df=n-1;xlchi=cinv(0.025,df);xuchi=cinv(0.975,df);lchi=ss/xuchi;uchi=ss/xlchi;Run;procprintdata=tval2;varlchiuchi;run;本章本章目录目录21区间估计和假设检验区间估计和假设检验1正态总体的均值、方差的区间估计正态总体的均值、方差的区间估计 输出结果如下:输出结果如下:LCHIUCHI70687.19406071.51即方差的置信区间为:即方差的置信区间为:70687.19,406071
15、.51本章本章目录目录22区间估计和假设检验区间估计和假设检验n假设检验是从样本特征出发去判断关于总体分布的某假设检验是从样本特征出发去判断关于总体分布的某种种“看法看法”是否成立。是否成立。n一般步骤为一般步骤为:2 2 均值、方差的假设检验均值、方差的假设检验(1)根据问题提出一个原假设)根据问题提出一个原假设H0和备择假设和备择假设H1(2)构造一个统计量构造一个统计量T,其抽样分布不依赖任何参数其抽样分布不依赖任何参数(3)计算概率值计算概率值(4)判判断断:若若 ,则则拒拒绝绝原原假假设设H0,否否则则接接受受H1。本章本章目录目录23区间估计和假设检验区间估计和假设检验 2 2 均
16、值、方差的假设检验均值、方差的假设检验n单正态单正态总体的参数的假设检验总体的参数的假设检验本章本章目录目录24区间估计和假设检验区间估计和假设检验2 2 均值、方差的假设检验均值、方差的假设检验n单正态单正态总体的参数的假设检验总体的参数的假设检验本章本章目录目录25区间估计和假设检验区间估计和假设检验 2 2 均值、方差的假设检验均值、方差的假设检验n两正两正态态总体的参数的假设检验总体的参数的假设检验本章本章目录目录26区间估计和假设检验区间估计和假设检验 2 2 均值、方差的假设检验均值、方差的假设检验n两正两正态态总体的参数的假设检验总体的参数的假设检验本章本章目录目录27区间估计和
17、假设检验区间估计和假设检验 2 2 均值、方差的假设检验均值、方差的假设检验n两正两正态态总体的参数的假设检验总体的参数的假设检验本章本章目录目录28区间估计和假设检验区间估计和假设检验 2 2 均值、方差的假设检验均值、方差的假设检验本章本章目录目录29区间估计和假设检验区间估计和假设检验 2 2 均值、方差的假设检验均值、方差的假设检验n假设检验与区间估计的假设检验与区间估计的关系关系本章本章目录目录30区间估计和假设检验区间估计和假设检验 2 2 均值、方差的假设检验均值、方差的假设检验n例例5n设设某某厂厂一一车车床床生生产产的的钮钮扣扣,其其直直径径据据经经验验服服从从正正态态 ,。
18、为为了了判判断断其其均均值值的的置置信信区区间间,现现抽抽取取容容量量n=100的的子子样样,其其子样均值子样均值=26.56,请检验假设是否成立:,请检验假设是否成立:本章本章目录目录31区间估计和假设检验区间估计和假设检验 2 2 均值、方差的假设检验均值、方差的假设检验n例例5SAS程序程序dataval3;xbar=26.56;mu=26;sigma=5.2;n=100;u=sqrt(n)*abs(xbar-mu)/sigma;p=2*(1-probnorm(u);Run;procprintdata=val3;varup;run;本章本章目录目录32区间估计和假设检验区间估计和假设检验
19、 2 2 均值、方差的假设检验均值、方差的假设检验n结果结果 UP1.076920.28151表明在表明在0.05显著性水平下显著性水平下接受原假设接受原假设。本章本章目录目录33区间估计和假设检验区间估计和假设检验 2 2 均值、方差的假设检验均值、方差的假设检验n例例6方差的假设检验方差的假设检验本章本章目录目录34区间估计和假设检验区间估计和假设检验 2 2 均值、方差的假设检验均值、方差的假设检验 这事实上是一个单侧检验问题。因为车床的这事实上是一个单侧检验问题。因为车床的精度不会自动提高,最多只能保持原来的水精度不会自动提高,最多只能保持原来的水平,其备择假设则是车床的精度下降。平,
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