np. wartości dopuszczalnej

Transkrypt

np. wartości dopuszczalnej
Weryfikacja hipotez statystycznych za
pomocą testów statystycznych
Weryfikacja hipotez statystycznych za
pomocą testów stat.
Hipoteza statystyczna
Dowolne przypuszczenie co do rozkładu populacji generalnej (jego
postaci funkcyjnej lub wartości parametrów). Prawdziwość
przypuszczenia oceniana jest na
podstawie wyników próby
losowej.
• hipotezy parametryczne: dotyczą konkretnej wartości parametru
rozkładu (np. wariancji, średniej)
• hipotezy nieparametryczne: dotyczą postaci funkcyjnej rozkładu
(zgodność rozkładów empirycznych z teoretycznymi)
Weryfikacja hipotez statystycznych za
pomocą testów stat.
Hipotezy parametryczne
Określenie
odchylenia stand.
metody
Porównywanie
wariancji
Porównywanie
średnich
Porównywanie 2
serii wyników
sparowanych
Porównywanie
średniej z wartością
odniesienia
Weryfikacja hipotez statystycznych za
pomocą testów stat.
Hipotezy parametryczne
Określenie
odchylenia stand.
metody
Porównywanie
wariancji
Porównywanie
średnich
Porównywanie 2
serii wyników
sparowanych
Porównywanie
średniej z wartością
odniesienia
Porównywanie wariancji
Test F Fishera równości wariancji
Cechy X i Y mają rozkłady normalne odpowiednio N(m1,s1), N(m2,s2).
Z populacji, w której badana jest cecha X pobrano próbę n1
elementową natomiast z drugiej populacji pobrano próbę n2
elementową.
Tak dobieramy oznaczenia populacji aby
2
𝜎𝑛1
>
2
𝜎𝑛2
Porównywanie wariancji
Test F Fishera równości wariancji
1. Hipoteza zerowa
𝐻0 ∶
2
𝜎1
=
2
𝜎2
2. Hipoteza alternatywna
𝐻1 ∶
𝜎12 > 𝜎22
Porównywanie wariancji
Test F Fishera równości wariancji
3. Obliczamy funkcję testową F Fischera
𝜎12
𝐹= 2
𝜎12
4. Odczytujemy z tablicy rozkładu F Fishera-Snedecora dla
danego a wartość Fkr
Fkr=F(a, f1=n1-1, f2=n2-1)
Porównywanie wariancji
Test F Fishera równości wariancji
5. Porównujemy F z Fkr
Jeśli F>Fkr to odrzucamy H0 WARIANCJE SĄ RÓŻNE
Jeśli F<Fkr to przyjmujemy H0 WARIANCJE SĄ RÓWNE
Weryfikacja hipotez statystycznych za
pomocą testów stat.
Hipotezy parametryczne
Określenie
odchylenia stand.
metody
Porównywanie
wariancji
Porównywanie
średnich
Porównywanie 2
serii wyników
sparowanych
Porównywanie
średniej z wartością
odniesienia
Określenie odchylenia stand. metody
Test chi-kwadrat
Cecha X ma rozkład normalny N(m,s).
Porównujemy odchylenie standardowe 𝜎 cechy X mierzonej
pewną metodą z literaturową wartością odchylenia standardowego
tej metody s.
Określenie odchylenia stand. metody
Test chi-kwadrat
1. Hipoteza zerowa
𝐻0 :
𝜎=𝜎
2. Hipoteza alternatywna
𝐽𝑒ś𝑙𝑖: 𝐻1 :
𝐽𝑒ś𝑙𝑖: 𝐻1 :
2
𝜎 > 𝜎 𝒕𝒐 𝜒𝑘𝑟
= 𝜒 2 (𝛼, 𝑓 = 𝑛 − 1)
2
𝜎 < 𝜎 𝒕𝒐 𝜒𝑘𝑟
= 𝜒 2 (1 − 𝛼, 𝑓 = 𝑛
Określenie odchylenia stand. metody
Test chi-kwadrat
3. Obliczamy funkcję testową 2
2
(𝑛
−
1)𝜎
𝜒2 =
𝜎2
4. Odczytujemy z tablicy wartości krytycznych rozkładu 2
wartość 2 kr dla danego a i f=n-1
𝐽𝑒ś𝑙𝑖: 𝐻1 :
𝐽𝑒ś𝑙𝑖: 𝐻1 :
2
𝜎 > 𝜎 𝒕𝒐 𝜒𝑘𝑟
= 𝜒 2 (𝛼, 𝑓 = 𝑛 − 1)
2
𝜎 < 𝜎 𝒕𝒐 𝜒𝑘𝑟
= 𝜒 2 (1 − 𝛼, 𝑓 = 𝑛 − 1)
Określenie odchylenia stand. metody
Test chi-kwadrat
5. Porównujemy 2 z 2 kr
𝐽𝑒ś𝑙𝑖: 𝐻
Jeśli:
H11::
2
𝜎 > 𝜎 𝒕𝒐 𝜒𝑘𝑟
= 𝜒 2 (𝛼, 𝑓 = 𝑛 − 1)
To:
2
𝐽𝑒ś𝑙𝑖:
= 𝜒 2 (𝛼, 𝑓 = 𝑛
2 >2 kr odrzucamy
H0𝐻1 : 𝜎 > 𝜎 𝒕𝒐 𝜒𝑘𝑟
2 <2 kr przyjmujemy H0 odch.stand. są równe
Jeśli:
𝐽𝑒ś𝑙𝑖: 𝐻H11:
2
𝜎 < 𝜎 𝒕𝒐 𝜒𝑘𝑟
= 𝜒 2 (1 − 𝛼, 𝑓 = 𝑛 − 1)
To:
2
2 <2 kr odrzucamy
𝐽𝑒ś𝑙𝑖:H0𝐻1 : 𝜎 < 𝜎 𝒕𝒐 𝜒𝑘𝑟
= 𝜒 2 (1 − 𝛼, 𝑓
2 >2 kr przyjmujemy H0 odch.stand. są równe
Weryfikacja hipotez statystycznych za
pomocą testów stat.
Hipotezy parametryczne
Określenie
odchylenia stand.
metody
Porównywanie
wariancji
Porównywanie
średnich
Porównywanie 2
serii wyników
sparowanych
Porównywanie
średniej z wartością
odniesienia
Porównywanie średnich
• Badane są dwie cechy X i Y różnych populacji .
• Zakładamy, że cechy te są zmiennymi losowymi niezależnymi.
• Z populacji, w której badana jest cecha X pobrano próbę n1
elementową , natomiast z drugiej populacji pobrano próbę n2
elementową.
Porównywanie średnich
1. Hipoteza zerowa
H0: m1 = m2
2. Hipoteza alternatywna
H1: m1  m2
m1 > m2
m1 < m2
Porównywanie średnich
3. Funkcje testowe
Rozkłady normalne, znane s1 i s2
LUB
Rozkłady dowolne, n1, n2>80
𝑢=
𝑥1 − 𝑥2
𝜎12 𝜎22
𝑛1 + 𝑛2
Zmienna stand.
rozkładu
normalnego
U
Porównywanie średnich
3. Funkcje testowe
Rozkłady normalne, nieznane s1 i
s2, znane i równe 𝜎s11 i 𝜎
s22
𝑡=
t-studenta
𝑥1 − 𝑥2
2
𝑛1 𝜎1+
𝑛2 𝜎22 𝑛1 + 𝑛2
∙
𝑛1 + 𝑛2 − 2 𝑛1 𝑛2
Porównywanie średnich
3. Funkcje testowe
Rozkłady normalne, nieznane s1 i
s2 , znane i różne s𝜎11 i s
𝜎22
𝐶=
Cochrana-Coxa
𝑥1 − 𝑥2
𝜎12
𝜎22
+
𝑛1 − 1 𝑛2 − 1
Wartość krytyczną
odczytujemy z
tablic t-studenta
Weryfikacja hipotez statystycznych za
pomocą testów stat.
Hipotezy parametryczne
Określenie
odchylenia stand.
metody
Porównywanie
wariancji
Porównywanie
średnich
Porównywanie 2
serii wyników
sparowanych
Porównywanie
średniej z wartością
odniesienia
Porównywanie średniej z wartością
odniesienia
Pytanie badawcze:
Czy średnia obliczona przez nas z pomiarów (estymator
wartości oczekiwanej m) różni się istotnie od pewnej wartości
stałej – wartości odniesienia m0 (np. wartości dopuszczalnej)
?
Porównywanie średniej z wartością
odniesienia
1. Hipoteza zerowa
H0: m = m0
2. Hipoteza alternatywna
H1: m  m0
m > m0
m < m0
Porównywanie średniej z wartością
odniesienia
3. Funkcje testowe
Rozkład normalny N(m,s), znane s
LUB
Rozkład dowolny, n>60
𝑢=
𝑥 − 𝜇0
𝜎/ 𝑛
Zmienna stand.
rozkładu
normalnego
U
Porównywanie średniej z wartością
odniesienia
3. Funkcje testowe
Rozkład normalny N(m,s),
nieznane s
𝑡=
t-studenta
𝑥 − 𝜇0
𝜎/ 𝑛 − 1
Weryfikacja hipotez statystycznych za
pomocą testów stat.
Hipotezy parametryczne
Określenie
odchylenia stand.
metody
Porównywanie
wariancji
Porównywanie
średnich
Porównywanie 2
serii wyników
sparowanych
Porównywanie
średniej z wartością
odniesienia
Porównywanie serii wyników sparowanych
Pytanie badawcze:
Mamy dwie serie wyników sparowanych: np. wyniki analizy
próbek surowych i po poddaniu działaniu jakiegoś czynnika.
Czy obie serie są równoważne?
Czy też różnice układają się losowo?
x1
x2
x3
x4




y1
y2
y3
y4
Porównywanie serii wyników sparowanych
Pytanie badawcze:
Mamy dwie serie wyników sparowanych: np. wyniki analizy
próbek surowych i po poddaniu działaniu jakiegoś czynnika.
Czy obie serie są równoważne?
Czy też różnice układają się losowo?
Liczy się różnice!
𝑑𝑖
𝑑=
𝑛
Porównywanie serii wyników sparowanych
1. Hipoteza zerowa
𝑑𝑖
H0: d𝑑==0
𝑛
2. Hipoteza alternatywna
𝑑𝑖
H1: m𝑑=0
𝑛
Porównywanie serii wyników sparowanych
3. Funkcja testowa t-studenta
𝑑
𝑡=
∙ 𝑛
𝜎𝑑
Odchylenie standardowe różnic (z próby)
Porównywanie serii wyników sparowanych
3. Funkcja testowa t-studenta
𝑑
𝑡=
∙ 𝑛
𝜎𝑑
Jeśli:
t > tkr
t< tkr
odrzucamy H0
przyjmujemy H0