07假设检验基础优秀PPT.ppt
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1、假设检验基础假设检验基础 v下载课件公共邮箱:下载课件公共邮箱:v用户名:用户名:wsjy201001163v密码:密码:weishengjianyanv存放位置:网盘存放位置:网盘2内容内容假设检验原理假设检验原理1T检验、检验、z检验检验2假设检验与区间估计假设检验与区间估计3假设检验功效假设检验功效43统计资料处理统计资料处理v统计描述(统计描述(statisticaldescription)v统计推断统计推断(statisticalinference)1、参数估计、参数估计estimationofparameter2、假设检验、假设检验hypothesistesting4v某医生测量了
2、某医生测量了36名男性铅作业工人的血红蛋白含名男性铅作业工人的血红蛋白含量,均数为量,均数为130.8g/L,标准差为,标准差为25.74g/L,正常男性血红蛋白含量一般为正常男性血红蛋白含量一般为140g/L,铅作业工铅作业工人的血红蛋白含量与正常人有无不同?人的血红蛋白含量与正常人有无不同?5总总 体体随机抽样随机抽样抽样误差抽样误差样本样本总总 体体0=140?假设检验假设检验6假设检验假设检验(hypothesis testing)v样本均数与总体均数不等,有两种可能:样本均数与总体均数不等,有两种可能:由抽样误差所致由抽样误差所致 两者来自不同的总体两者来自不同的总体 7v本例目的是
3、推断是否本例目的是推断是否00,但干脆推断很困难。但可以,但干脆推断很困难。但可以利用反证法思想,从利用反证法思想,从=0=0动身,间接的推断是否动身,间接的推断是否0.0.v假设假设=0=0,推断由于抽样误差造成,推断由于抽样误差造成 与与00差别可能性差别可能性有多大?有多大?v 1 1、假如、假如 与与00接近,其差别是抽样造成的可能性就接近,其差别是抽样造成的可能性就很大;很大;v 2 2、假如差别较大,则有可能不是抽样误差,而是来自、假如差别较大,则有可能不是抽样误差,而是来自的总体不同。的总体不同。89假设检验理论基础假设检验理论基础v假设检验理论基础假设检验理论基础-利用小概率反
4、证法思想,从问题的利用小概率反证法思想,从问题的对立面(对立面(H0)动身,间接推断要解决的问题()动身,间接推断要解决的问题(H1)是否)是否成立。然后成立。然后H0成立的条件下计算检验统计量,最终获得成立的条件下计算检验统计量,最终获得p值来推断。值来推断。v1、若、若p为小概率为小概率,则认为假设不成立;则认为假设不成立;v2、若非小概率大,则还不能认为假设不成立。、若非小概率大,则还不能认为假设不成立。v该结论的正确性是冒着该结论的正确性是冒着5%的错误风险。的错误风险。v假设检验有自己独特的逻辑和统计学思维方式。假设检验有自己独特的逻辑和统计学思维方式。10 例例如如:抛抛硬硬币币,
5、通通常常假假设设:正正反反面面出出现现的的机机会会均均等等,但但是是假假如如抛抛2020次次只只有有1 1次次是是正正面面的的,你你就就有有理理由由怀怀疑疑原原来来假假设设“正正反反面面出出现现的的机机会会均均等等”是是错错的的(因因为为出出现现这这种种状状况况的的概概率率太太小小了了)。同同样样u u检检验验、t t检检验验也也是是类似状况。类似状况。假设检验基本思想11假设检验的基本步骤假设检验的基本步骤v第第 一一 步步:提提 出出 检检 验验 假假 设设(又又 称称 无无 效效 假假 设设 null hypothesis,H0)和和备备择择假假设设(alternative hypoth
6、esis,H1)。H0:假设两总体均数相等,即样本与总体或样本与样本间的:假设两总体均数相等,即样本与总体或样本与样本间的差异是由抽样误差引起的。差异是由抽样误差引起的。H1:假设两总体均数不相等,即两总体间存在本质差异。:假设两总体均数不相等,即两总体间存在本质差异。12v某医生测量了某医生测量了36名男性铅作业工人的血红蛋白含名男性铅作业工人的血红蛋白含量,均数为量,均数为130.8g/L,标准差为,标准差为25.74g/L,正常男性血红蛋白含量一般为正常男性血红蛋白含量一般为140g/L,铅作业工铅作业工人的血红蛋白含量与正常人有无不同?人的血红蛋白含量与正常人有无不同?13选择单双侧检
7、验选择单双侧检验(1)H0:=0;H1:0(双侧检验)(双侧检验)(2)H0:=0;H1:0;(单侧检验单侧检验)或者或者H0:=0;H1:0(单侧检验单侧检验)14对于假设检验,需留意:对于假设检验,需留意:检验假设是针对总体而言,而不是针对样本;检验假设是针对总体而言,而不是针对样本;H0与与H1是相互对立、相互联系的,最终的结论是是相互对立、相互联系的,最终的结论是依据依据H0与与H1做出的,两者缺一不行;做出的,两者缺一不行;Ho是无效假设,假设常常是两个或多个总体参数相是无效假设,假设常常是两个或多个总体参数相等、或之差为等、或之差为0、或、或.无效、或某资料听从某一无效、或某资料听
8、从某一特定分布;特定分布;H1的内容干脆反映了检验的单双侧。的内容干脆反映了检验的单双侧。15设定检验水准设定检验水准(size of test)为为0.05v其次步:选定统计方法,计算出统计量的大小。其次步:选定统计方法,计算出统计量的大小。v 依依据据资资料料的的类类型型和和特特点点,可可分分别别选选用用t检检验验,则则计计算算t值值,z检检验验则则计计算算z值值,或或其其他他检检验验方方法法:秩秩和和检检验和卡方检验等。验和卡方检验等。16v第第三三步步:依依据据统统计计量量的的大大小小及及其其分分布布确确定定检检验验假假设设成立的可能性成立的可能性P的大小并推断结果。的大小并推断结果。
9、v 推断结论包括:统计学结论、专业结论推断结论包括:统计学结论、专业结论v若若P,则则拒拒绝绝H0,接接受受H1,有有统统计计学学意意义义,可可以以认为认为.不等或不同。不等或不同。假设检验的基本步骤假设检验的基本步骤17若若P,则则不不拒拒绝绝H0,无无统统计计学学意意义义,还还不不能能认为认为不等或不同。不等或不同。留意:留意:1、不拒绝、不拒绝H0不等于接受不等于接受H0;2、对、对H0只能说拒绝不拒绝只能说拒绝不拒绝Ho;对对H1只能说接受只能说接受H1。18t检验检验vt检验的应用条件:检验的应用条件:v未知未知,且且n较小较小v样原来自正态总体样原来自正态总体v两样本均数比较时还要
10、求两个总体方差相等两样本均数比较时还要求两个总体方差相等v(已知或已知或未知但未知但n足够大应用足够大应用z检验检验)19单样本资料的单样本资料的t检验检验v单单样样本本资资料料的的t检检验验(样样本本均均数数与与总总体体均均数数比比较较的的t检检验验)事事实实上上是是推推断断该该样样原原来来自自的的总总体体均均数数与与已已知知的的某某一一总总体体均均数数0(常常为为理理论论值值或或标标准准值值)有有无差别。无差别。v在在进进行行样样本本均均数数与与总总体体均均数数比比较较中中,须须要要建建立立一一个个统统计计量量,依依据据样样本本所所属属不不同同总总体体,该该统统计计量量的的分分布布也不同,
11、由此作出相应的统计推断。也不同,由此作出相应的统计推断。20样本均数与总体均数比较样本均数与总体均数比较v例例8.3:依据大量调查,已知健康成年男性的脉搏:依据大量调查,已知健康成年男性的脉搏均数为均数为72次次/分,某医生在一山区随即抽查了分,某医生在一山区随即抽查了25名名健康男性,求得其脉搏均数为健康男性,求得其脉搏均数为74.2次次/分,标准差分,标准差为为6.0次次/分,问是否能据此认为该山区成年男性分,问是否能据此认为该山区成年男性的脉搏均数高于一般成年男性?的脉搏均数高于一般成年男性?21样本均数与总体均数比较样本均数与总体均数比较22样本均数与总体均数比较样本均数与总体均数比较
12、 上上述述两两个个均均数数不不等等既既可可能能是是抽抽样样误误差差所所致致,也也有有可可能真是环境差异的影响,做假设检验。能真是环境差异的影响,做假设检验。因为因为未知,可用未知,可用t检验,检验过程如下检验,检验过程如下:1.建立假设H0:=0=72次/分,H1:0,检验水准为0.05。23样本均数与总体均数比较样本均数与总体均数比较2.计算统计量计算统计量进行样本均数与总体均数比较的u检验,计算u值24样本均数与总体均数比较样本均数与总体均数比较.确定确定p值,推断是否应当拒绝值,推断是否应当拒绝 查查t界值表,临界值界值表,临界值t0.05/2,24=2.064,检验统计量检验统计量t=
13、1.8332.064不是小概率事务,对于一次随机抽样而言,不是小概率事务,对于一次随机抽样而言,是会发生的。是会发生的。25定义值和应用定义值和应用本例本例 t0.05;PP,不拒绝0,不能认为该山区成年男性的脉搏均数与一般成年男性不同。26配对设计资料的配对设计资料的t检验检验v 配对设计;配对设计;自身配对:自身配对:同一个体治疗前后;同一个体治疗前后;同一标本,不同检查方法同一标本,不同检查方法 非自身配对:不同个体配对。非自身配对:不同个体配对。v 先求出各对子的差值先求出各对子的差值d d的均值的均值,若两种处理的效若两种处理的效应无差别,理论上差值应无差别,理论上差值d d 的总体
14、均数应为的总体均数应为0 0。要求差值的总体分布为正态分布。要求差值的总体分布为正态分布。27v t检验的公式为:检验的公式为:例题例题 设有设有1212名志愿受试者服用某减肥药,服药前名志愿受试者服用某减肥药,服药前和服药后一个疗程各测量一次体重和服药后一个疗程各测量一次体重(kg)(kg),数据如表,数据如表所示。问此减肥药是否有效?所示。问此减肥药是否有效?28某减肥药探讨的体重某减肥药探讨的体重(kg)(kg)视察值视察值29v(1)建立检验假设)建立检验假设v H0:d=0,即该减肥药无效;即该减肥药无效;v H1:d0,即该减肥药有效。,即该减肥药有效。v单侧单侧=0.05v(2
15、2)计算)计算t t值值v本例本例n n=12,=12,d d=-16=-16,dd2 2 =710=710,v差值的均数差值的均数=d/n d/n=-16/12=-1.33(=-16/12=-1.33(kgkg)30v(3 3)确确定定P P值值,作作出出推推断断结结论论 ,=n n-1=12-1=11-1=12-1=11,查查附附表表2 2,t t界界值值表表,得得单单侧侧t t0.05/20.05/2,1111=2.201,=2.201,现现t t=0.58=0.58 0.050.05。按按=0.05=0.05水准,不拒绝水准,不拒绝H H0 0,差异无统计学意义。差异无统计学意义。v结
16、论:结论:故尚不能认为该减肥药有减肥效果。故尚不能认为该减肥药有减肥效果。31v例题例题 某地区随机抽取某地区随机抽取1212名贫血儿童的家庭,实施健康教化干预三个月,名贫血儿童的家庭,实施健康教化干预三个月,干预前后儿童的血红蛋白测量结果如下,问干预对该地区贫血儿童血红干预前后儿童的血红蛋白测量结果如下,问干预对该地区贫血儿童血红蛋白的水平有无变更?蛋白的水平有无变更?序号序号干预前干预前干预后干预后差值差值序号序号干预前干预前干预后干预后差值差值136459742702824664188454503536613925502545757010558025565705115160966055-
17、5125960132(1)建立检验假设)建立检验假设 H0:d=0,即干预前后差值的总体均数为零;即干预前后差值的总体均数为零;H1:d0,即干预前后差值的总体均数不为零。,即干预前后差值的总体均数不为零。单侧单侧=0.05(2 2)计算)计算t t值值 t=3.305 t=3.305 t t0.01/2,110.01/2,11=3.106;t=3.106;t0.005/2,110.005/2,11=3.497=3.497 0.01P0.0050.01P0.005 33两独立样本资料的两独立样本资料的t检验检验 independent samples t-testindependent sam
18、ples t-testv适用于比较按完全随机设计而得到的两组资料,比较的目的是推断它适用于比较按完全随机设计而得到的两组资料,比较的目的是推断它们各自所代表的总体均数和是否相等。们各自所代表的总体均数和是否相等。v当两样本方差齐性时,即总体方差当两样本方差齐性时,即总体方差 相等。用相等。用t t检验检验34v例例3.9测得测得14名慢性支气管炎病人与名慢性支气管炎病人与11名健康人的尿中名健康人的尿中17酮类固醇(酮类固醇(mol/24h)排出量如下,试比较两组人)排出量如下,试比较两组人的尿中的尿中17酮类固醇的排出量有无不同。酮类固醇的排出量有无不同。v原始调查数据如下:原始调查数据如下
19、:v病病 人人X X1 1:n=14;n=14;10.05 18.75 18.99 15.94 13.96 17.67 20.51 10.05 18.75 18.99 15.94 13.96 17.67 20.51 17.22 14.69 15.10 9.42 8.21 7.24 24.6017.22 14.69 15.10 9.42 8.21 7.24 24.60v健康人健康人X X2 2:n=11;n=11;17.95 30.46 10.88 22.38 12.89 23.01 17.95 30.46 10.88 22.38 12.89 23.01 13.89 19.40 15.83 26
20、.72 17.29 13.89 19.40 15.83 26.72 17.29 35(1)建立检验假设)建立检验假设H0:12,即病人与健康人的尿中,即病人与健康人的尿中17酮类固醇的酮类固醇的排出量相同排出量相同H1:12,即病人与健康人的尿中,即病人与健康人的尿中17酮类固醇的酮类固醇的排出量不同排出量不同0.05(2)计算)计算t值值S1=5.02n1=14S2=6.01n2=113637(3 3)确定)确定P P值值 作出推断结论作出推断结论 =14+11-2=23 =14+11-2=23,查查t t界值表,得界值表,得t t0.05/2,230.05/2,23=2.069,=2.06
21、9,现现t=1.8035t=1.8035P0.050.05。按按=0.05=0.05水水准,不拒绝准,不拒绝H H0 0,差异无统计学意义。,差异无统计学意义。结结论论:尚尚不不能能认认为为慢慢性性支支气气管管炎炎病病人人与与健健康康人人的的尿尿中中1717酮酮类固醇的排出量不同。类固醇的排出量不同。38v例题例题7-4某妇产医院的探讨者欲探究孕妇在孕期补充钙制某妇产医院的探讨者欲探究孕妇在孕期补充钙制剂对血清骨钙素的影响,选取孕妇的年龄、基础骨钙素接剂对血清骨钙素的影响,选取孕妇的年龄、基础骨钙素接近、孕周在近、孕周在26-28周的周的30名孕妇,随机分成两组,每组名孕妇,随机分成两组,每组
22、15人,试验组孕妇补充选定的某种钙制剂,比照组孕妇人,试验组孕妇补充选定的某种钙制剂,比照组孕妇接受传统膳食,产后接受传统膳食,产后40-50天内测定两组孕妇血清骨钙天内测定两组孕妇血清骨钙素的变更值(产后骨钙素与产前骨钙素的差值),问孕期素的变更值(产后骨钙素与产前骨钙素的差值),问孕期补钙和传统膳食的产妇骨钙素变更值的总体均数有无差异补钙和传统膳食的产妇骨钙素变更值的总体均数有无差异?39试验组:试验组:10.28.910.19.2-0.810.66.511.29.38.010.79.512.714.411.9比照组:比照组:5.06.7-1.44.07.1-0.62.84.33.75.8
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