Matematyka i statystyka matematyczna dla rolników w SGGW WYKŁAD 9. TESTOWANIE HIPOTEZ STATYSTYCZNYCH cd.

Podobne dokumenty
Testowanie hipotez statystycznych cd.

WYKŁAD 8 TESTOWANIE HIPOTEZ STATYSTYCZNYCH

Testowanie hipotez statystycznych

Matematyka i statystyka matematyczna dla rolników w SGGW

Temat: BADANIE ZGODNOŚCI ROZKŁADU CECHY (EMPIRYCZNEGO) Z ROZKŁADEM TEORETYCZNYM TEST CHI-KWADRAT. Anna Rajfura 1

Błędy przy testowaniu hipotez statystycznych. Decyzja H 0 jest prawdziwa H 0 jest faszywa

Temat: BADANIE ZGODNOŚCI ROZKŁADU CECHY (EMPIRYCZNEGO) Z ROZKŁADEM TEORETYCZNYM TEST CHI-KWADRAT. Anna Rajfura 1

STATYSTYKA I DOŚWIADCZALNICTWO. Wykład 2

Testowanie hipotez cz. I

Statystyka matematyczna Testowanie hipotez i estymacja parametrów. Wrocław, r

Statystyka matematyczna dla leśników

Testowanie hipotez statystycznych.

Wnioskowanie statystyczne i weryfikacja hipotez statystycznych

LABORATORIUM 9 WERYFIKACJA HIPOTEZ STATYSTYCZNYCH PARAMETRYCZNE TESTY ISTOTNOŚCI

Statystyka matematyczna. Wykład IV. Weryfikacja hipotez statystycznych

Weryfikacja hipotez statystycznych za pomocą testów statystycznych

LABORATORIUM 8 WERYFIKACJA HIPOTEZ STATYSTYCZNYCH PARAMETRYCZNE TESTY ISTOTNOŚCI

1. Jednoczynnikowa analiza wariancji 2. Porównania szczegółowe

Statystyczna analiza danych w programie STATISTICA (wykład 2) Dariusz Gozdowski

LABORATORIUM 8 WERYFIKACJA HIPOTEZ STATYSTYCZNYCH PARAMETRYCZNE TESTY ISTOTNOŚCI

WIELKA SGH-OWA POWTÓRKA ZE STATYSTYKI TESTOWANIE HIPOTEZ PARAMETRYCZNYCH

Estymacja punktowa i przedziałowa

Wykład 2 Hipoteza statystyczna, test statystyczny, poziom istotn. istotności, p-wartość i moc testu

VII WYKŁAD STATYSTYKA. 30/04/2014 B8 sala 0.10B Godz. 15:15

Hipotezy statystyczne

Weryfikacja hipotez statystycznych

Hipotezy statystyczne

Temat: BADANIE NIEZALEśNOŚCI DWÓCH CECH JAKOŚCIOWYCH TEST CHI KWADRAT. Anna Rajfura 1

VI WYKŁAD STATYSTYKA. 9/04/2014 B8 sala 0.10B Godz. 15:15

Statystyka. #5 Testowanie hipotez statystycznych. Aneta Dzik-Walczak Małgorzata Kalbarczyk-Stęclik. rok akademicki 2016/ / 28

Testowanie hipotez statystycznych. Wnioskowanie statystyczne

Weryfikacja hipotez statystycznych

Weryfikacja hipotez statystycznych za pomocą testów statystycznych

Porównanie modeli statystycznych. Monika Wawrzyniak Katarzyna Kociałkowska

STATYSTYKA MATEMATYCZNA WYKŁAD 4. WERYFIKACJA HIPOTEZ PARAMETRYCZNYCH X - cecha populacji, θ parametr rozkładu cechy X.

Testowanie hipotez statystycznych.

Testowanie hipotez. Hipoteza prosta zawiera jeden element, np. H 0 : θ = 2, hipoteza złożona zawiera więcej niż jeden element, np. H 0 : θ > 4.

Testowanie hipotez. Marcin Zajenkowski. Marcin Zajenkowski () Testowanie hipotez 1 / 25

Wnioskowanie statystyczne Weryfikacja hipotez. Statystyka

Matematyka i statystyka matematyczna dla rolników w SGGW WYKŁAD 11 DOŚWIADCZENIE JEDNOCZYNNIKOWE W UKŁADZIE CAŁKOWICIE LOSOWYM PORÓWNANIA SZCZEGÓŁOWE

1 Estymacja przedziałowa

ZMIENNE LOSOWE. Zmienna losowa (ZL) X( ) jest funkcją przekształcającą przestrzeń zdarzeń elementarnych w zbiór liczb rzeczywistych R 1 tzn. X: R 1.

STATYSTYKA MATEMATYCZNA WYKŁAD 4. Testowanie hipotez Estymacja parametrów

Idea. θ = θ 0, Hipoteza statystyczna Obszary krytyczne Błąd pierwszego i drugiego rodzaju p-wartość

LABORATORIUM Populacja Generalna (PG) 2. Próba (P n ) 3. Kryterium 3σ 4. Błąd Średniej Arytmetycznej 5. Estymatory 6. Teoria Estymacji (cz.

Testowanie hipotez statystycznych

Statystyka matematyczna i ekonometria

WIELKA SGH-OWA POWTÓRKA ZE STATYSTYKI. Test zgodności i analiza wariancji Analiza wariancji

Zadania ze statystyki, cz.7 - hipotezy statystyczne, błąd standardowy, testowanie hipotez statystycznych

Weryfikacja hipotez statystycznych, parametryczne testy istotności w populacji

Statystyka matematyczna i ekonometria

TESTOWANIE HIPOTEZ STATYSTYCZNYCH

WYKŁADY ZE STATYSTYKI MATEMATYCZNEJ wykład 9 i 10 - Weryfikacja hipotez statystycznych

Wykład 3 Hipotezy statystyczne

STATYSTYKA. Rafał Kucharski. Uniwersytet Ekonomiczny w Katowicach 2015/16 ROND, Finanse i Rachunkowość, rok 2

Statystyka matematyczna

RÓWNOWAŻNOŚĆ METOD BADAWCZYCH

TESTOWANIE HIPOTEZ STATYSTYCZNYCH Hipotezą statystyczną nazywamy, najogólniej mówiąc, pewną wypowiedź na temat rozkładu interesującej nas cechy.

Prawdopodobieństwo i statystyka

Wykład 3 Testowanie hipotez statystycznych o wartości średniej. średniej i wariancji z populacji o rozkładzie normalnym

TESTOWANIE HIPOTEZ Przez hipotezę statystyczną rozumiemy, najogólniej mówiąc, pewną wypowiedź na temat rozkładu interesującej nas cechy.

STATYSTYKA wykład 8. Wnioskowanie. Weryfikacja hipotez. Wanda Olech

RACHUNEK PRAWDOPODOBIEŃSTWA I STATYSTYKA MATEMATYCZNA

Statystyka. #6 Analiza wariancji. Aneta Dzik-Walczak Małgorzata Kalbarczyk-Stęclik. rok akademicki 2015/ / 14

SIGMA KWADRAT. Weryfikacja hipotez statystycznych. Statystyka i demografia CZWARTY LUBELSKI KONKURS STATYSTYCZNO-DEMOGRAFICZNY

LISTA 4. 7.Przy sporządzaniu skali magnetometru dokonano 10 niezależnych pomiarów

Rozkłady statystyk z próby

Zadanie 1 Odp. Zadanie 2 Odp. Zadanie 3 Odp. Zadanie 4 Odp. Zadanie 5 Odp.

166 Wstęp do statystyki matematycznej

Rozkłady statystyk z próby. Statystyka

Testowanie hipotez statystycznych

Problem dwóch prób: porównywanie średnich i wariancji z populacji o rozkładach normalnych. Wrocław, 23 marca 2015

Weryfikacja hipotez statystycznych

Statystyka matematyczna. Wykład V. Parametryczne testy istotności

Prawdopodobieństwo i rozkład normalny cd.

dr hab. Dariusz Piwczyński, prof. nadzw. UTP

Tablica Wzorów Rachunek Prawdopodobieństwa i Statystyki

TESTY NIEPARAMETRYCZNE. 1. Testy równości średnich bez założenia normalności rozkładu zmiennych: Manna-Whitney a i Kruskala-Wallisa.

Uwaga. Decyzje brzmią różnie! Testy parametryczne dotyczące nieznanej wartości

WYKŁADY ZE STATYSTYKI MATEMATYCZNEJ wykład 11 i 12 - Weryfikacja hipotez statystycznych

a. opisać badaną cechę; cechą X jest pomiar średnicy kulki

STATYSTYKA MATEMATYCZNA, LISTA 3

Statystyka matematyczna. Wykład VI. Zesty zgodności

), którą będziemy uważać za prawdziwą jeżeli okaże się, że hipoteza H 0

1 Weryfikacja hipotez statystycznych

Weryfikacja hipotez statystycznych

Dokładne i graniczne rozkłady statystyk z próby

Analiza wariancji. dr Janusz Górczyński

Porównanie dwóch rozkładów normalnych

Testowanie hipotez statystycznych.

STATYSTYKA MATEMATYCZNA

Wykład 12 Testowanie hipotez dla współczynnika korelacji

Statystyka i opracowanie danych- W 8 Wnioskowanie statystyczne. Testy statystyczne. Weryfikacja hipotez statystycznych.

Rachunek prawdopodobieństwa i statystyka - W 9 Testy statystyczne testy zgodności. Dr Anna ADRIAN Paw B5, pok407

Wykład 12 Testowanie hipotez dla współczynnika korelacji

Wykład 12 ( ): Testy dla dwóch prób w rodzinie rozkładów normalnych

Weryfikacja hipotez statystycznych testy t Studenta

Estymacja parametrów rozkładu cechy

Badanie zgodności z określonym rozkładem. F jest dowolnym rozkładem prawdopodobieństwa. Test chi kwadrat zgodności. F jest rozkładem ciągłym

Transkrypt:

WYKŁAD 9 TESTOWANIE HIPOTEZ STATYSTYCZNYCH cd.

Było: Przykład 1. Badano krąŝek o wymiarach zbliŝonych do monety jednozłotowej ze stronami oznaczonymi: A, B. NaleŜy ustalić, czy krąŝek jest symetryczny? (w wyniku rzutów tym krąŝkiem z jednakową częstością będzie pojawiać się kaŝda ze stron). Wykonano n = 10 rzutów, otrzymano k A = wyników A. Cecha X liczba wyników A, X ~ B(n=10; p), p- nieznane. Hipoteza zerowa H 0 : p = 0,5 Poziom istotności α = 0,05; obszar krytyczny dla hipotezy: { 0, 1,, 8, 9, 10}; wniosek statystyczny: hipotezę zerową odrzucamy; wniosek merytoryczny: krąŝek nie jest symetryczny.

ZałoŜenia: 1. cecha X ~ N(µ, σ ), µ, σ - nieznane parametry,. próba losowa: x 1, x,...x n ; n liczebność próby; H 0 : µ = µ 0 (porównanie z normą), test t-studenta; poziom istotności α. x µ Funkcja testowa: t emp = 0 n s Wnioskowanie 1: jeŝeli t emp > t α, n-1, to hipotezę H 0 odrzucamy, w przeciwnym przypadku H 0 nie moŝna odrzucić. Wnioskowanie (równowaŝne z wnioskowaniem 1): jeŝeli wartość p < α, to hipotezę H 0 odrzucamy, w przeciwnym przypadku H 0 nie moŝna odrzucić.

Przykład. Cecha X masa owocu pewnej odmiany. ZałoŜenie: X ~ N(µ, σ ), gdzie µ, σ nieznane. Hipoteza zerowa H 0 : µ = 00, test t-studenta, poziom istotności α = 0,05. Próba: 191,; 193,0; 195,1; 184,3; 197,6; 00,8; 194,; 198,7; 189,5; 00,; n=10; parametry próby: x = 194, 46 g, s = 5,19 g. Wartość empiryczna funkcji testowej x µ 0 194, 46 00 t emp = n = 10 = 3, 3755 s 519,. Wartość krytyczna funkcji testowej t α,n-1 = t 0,05, 9 =,6. Wniosek statystyczny): t emp =3,3375>,6 = t 0,05,9, zatem hipotezę zerową H 0 odrzucamy. Wniosek merytoryczny: nie moŝna przyjąć, Ŝe średnia masa owocu tej odmiany wynosi 00 g.

Uwaga 1...ODRZUCIĆ / NIE ODRZUCIĆ Uwaga... HIPOTEZY: ZEROWA ALTERNATYWNA

Przykład. 3. Średnia zawartość skrobi w bulwach ziemnaków w pewnym rejonie uprawy kształtuje się na poziomie 18%. Hodowca nowej odmiany twierdzi, Ŝe zawartość skrobi u tej odmiany jest mniejsza niŝ 18%. Pobrano 10-elementową próbę, w której średnia wyniosła 16%, a odchylenie standardowe 3%. Zweryfikuj odpowiednią hipotezę na poziomie istotności 0,05. Przyjmij, Ŝe zawartość skrobi ma rozkład normalny z nieznanymi parametrami.

ZałoŜenia: 1. cecha X ~ N(µ, σ ), µ, σ - nieznane parametry,. próba losowa: x 1, x,...x n ; n liczebność próby; H 0 : µ = µ 0 (porównanie z normą), test t-studenta; poziom istotności α. x µ Funkcja testowa: t emp = 0 n s H 0 odrzucamy, gdy: H 1 : µ > µ 0, t emp > t α, n-1 ; H 1 : µ < µ 0, t emp < -t α, n-1 ; H 1 : µ µ 0, t emp > t α, n-1. w przeciwnym przypadku H 0 nie moŝna odrzucić.

Błędy wnioskowania o prawdziwości hipotezy zerowej Stan rzeczywisty Wniosek odrzucić H 0 nie odrzucać H 0 H 0 prawdziwa błąd I rodzaju, pstwo = α wniosek prawidłowy H 0 nieprawdziwa (fałszywa) wniosek prawidłowy błąd II rodzaju, pstwo = β Błąd I rodzaju - błąd wnioskowania polegający na odrzuceniu hipotezy zerowej, która jest prawdziwa; pstwo wystąpienia tego błędu powinno być małe, np. α = 0,05 lub α = 0,01; α - poziom istotności testu. Błąd II rodzaju - błąd wnioskowania polegający na nieodrzuceniu hipotezy zerowej, która jest fałszywa. Uwaga 3...

ZałoŜenia: 1. cecha X 1 ~N(µ 1, σ ), cecha X ~N(µ, σ ), µ 1, µ, σ - nieznane parametry,. pobrano n 1 elementową próbę losową z pierwszej populacji oraz n -elementową próbę losową z drugiej populacji. H 0 : µ 1 = µ (porównanie średnich w dwóch populacjach), test t-studenta, poziom istotności α. x1 x Funkcja testowa: temp = s gdzie: 1 1 s = r se + n1 n błąd stand. róŝnicy średnich, ( n 1) + s ( n 1) r s1 1 s e = n1 + n wspólna wariancja Wnioskowanie 1: jeŝeli t emp >t α,n1+n-, to hipotezę H 0 odrzucamy, w przeciwnym przypadku H 0 nie moŝna odrzucić. Wnioskowanie : jeŝeli p<α, to hipotezę H 0 odrzucamy, w przeciwnym przypadku H 0 nie moŝna odrzucić.

ZałoŜenia: 1. cecha X 1 ~N(µ 1, σ 1 ), cecha X ~N(µ, σ ), µ 1, µ, σ 1, σ - nieznane parametry,. pobrano n 1 elementową próbę losową z pierwszej populacji oraz n elementową próbę losową z drugiej populacji. H 0 : σ 1 = σ (porównanie wariancji w dwóch populacjach), test F-Fishera, poziom istotności α. max ( s, s ) 1 F Funkcja testowa: emp = min ( s, s ) Wnioskowanie 1: jeŝeli F emp > F α/, v licz, v mian, to hipotezę H 0 odrzucamy, w przeciwnym przypadku H 0 nie moŝna odrzucić. UWAGA: v licz liczba stopni swobody dla licznika, v mian - liczba stopni swobody dla mianownika, v i = n i 1. Wnioskowanie : jeŝeli wartość p<α, to hipotezę H 0 odrzucamy, w przeciwnym przypadku H 0 nie moŝna odrzucić. 1

ZałoŜenia: 1. cecha X 1 ma rozkład dwupunktowy z nieznanym parametrem p 1,. cecha X ma rozkład dwupunktowy z nieznanym parametrem p, 3. pobrano n 1 elementową próbę losową z pierwszej populacji oraz n elementową próbę losową z drugiej populacji, k i liczba elementów k i k1 + k wyróŝnionych w i-tej próbie; p i =, p = n + n. n i 1 H 0 : p 1 = p (porównanie frakcji w dwóch populacjach), test przybliŝony u (dla duŝych prób), poziom istotności α. p1 p uemp = Funkcja testowa: 1 1 ( ) p 1 p + n1 n Wnioskowanie: jeŝeli u emp u w przeciwnym przypadku H 0 nie moŝna odrzucić. α 1, to hipotezę H 0 odrzucamy,

Przykład. Porównywano odmiany bobiku A oraz B pod względem średniej liczby nasion w strąku. Otrzymano wyniki: x A = 4,05, s A =, 89, n = 0, x B = 3, 53, s B =, 981, n = 15. A Zweryfikuj odpowiednią hipotezę na poziomie istotności 0,05. Przyjmij, Ŝe badane cechy mają niezaleŝne rozkłady normalne z jednakowymi wariancjami. Wartości krytyczne rozkładu t-studenta X ~ t ν - X zmienna losowa o rozkładzie t-studenta z liczbą stopni swobody v, α - poziom istotności, t α, ν - wartość krytyczna - liczba taka, Ŝe P( X > t α, ν ) = α B ν \ α 0,400 0,300 0,00 0,100 0,050 0,05 0,05 0,010 0,005 0,001 1 1,3764 1,966 3,0777 6,3137 1,706 5,4519 5,4519 63,6559 17,311 636,5776 : 6 0,8557 1,0575 1,3150 1,7056,0555,3788,3788,7787 3,0669 3,7067 7 0,8551 1,0567 1,3137 1,7033,0518,3734,3734,7707 3,0565 3,6895 8 0,8546 1,0560 1,315 1,7011,0484,3685,3685,7633 3,0470 3,6739 9 0,854 1,0553 1,3114 1,6991,045,3638,3638,7564 3,0380 3,6595 30 0,8538 1,0547 1,3104 1,6973,043,3596,3596,7500 3,098 3,6460 35 0,850 1,050 1,306 1,6896,0301,340,340,738,9961 3,5911 40 0,8507 1,0500 1,3031 1,6839,011,389,389,7045,971 3,5510 45 0,8497 1,0485 1,3007 1,6794,0141,3189,3189,6896,951 3,503 50 0,8489 1,0473 1,987 1,6759,0086,3109,3109,6778,9370 3,4960 55 0,848 1,0463 1,971 1,6730,0040,3044,3044,668,947 3,4765 60 0,8477 1,0455 1,958 1,6706,0003,990,990,6603,9146 3,460

Przykład. Z dwóch zbiorników wodnych pobrano siedmioelementowe próbki wody do analizy gęstości fitoplanktonu na podstawie koncentracji 1, zielononiebieskich alg. Otrzymano wyniki: 6 9495, s =, s = 40 148. Na poziomie istotności 0,1 zweryfikuj hipotezę o jednakowej zmienności fitoplanktonu w obu zbiornikach wobec hipotezy alternatywnej zakładającej, Ŝe zmienność jest róŝna. Przyjmij, Ŝe gęstości mają niezaleŝne rozkłady normalne. Wartości krytyczne rozkładu F-Snedecora X ~ F ν1, ν - X zmienna losowa o rozkładzie F- Snedecora z liczbami stopni swobody (ν1, ν) poziom istotności α =0,05, F α, ν1, ν - wartość krytyczna - liczba taka, Ŝe P(X > F α, ν1, ν ) = α v1 v 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 13 14 15 1 161,446 199,499 15,707 4,583 30,160 33,988 36,767 38,884 40,543 41,88 4,981 43,905 44,690 45,363 45,949 18,513 19,000 19,164 19,47 19,96 19,39 19,353 19,371 19,385 19,396 19,405 19,41 19,419 19,44 19,49 3 10,18 9,55 9,77 9,117 9,013 8,941 8,887 8,845 8,81 8,785 8,763 8,745 8,79 8,715 8,703 4 7,709 6,944 6,591 6,388 6,56 6,163 6,094 6,041 5,999 5,964 5,936 5,91 5,891 5,873 5,858 5 6,608 5,786 5,409 5,19 5,050 4,950 4,876 4,818 4,77 4,735 4,704 4,678 4,655 4,636 4,619 6 5,987 5,143 4,757 4,534 4,387 4,84 4,07 4,147 4,099 4,060 4,07 4,000 3,976 3,956 3,938

Przykład. W dwóch dzielnicach miasta przeprowadzono ankietę na temat sortowania odpadków w gospodarstwach domowych. Otrzymano następujące wyniki: w pierwszej na 10 ankietowanych gospodarstw w 55 sortowano odpadki, natomiast w drugiej na 130 gospodarstw w 51 sortowano odpadki. Na poziomie istotności 0,01 zweryfikuj hipotezę o jednakowej frakcji gospodarstw sortujących odpadki w obu miastach. Dystrybuanta standardowego rozkładu normalnego X zmienna losowa, f(x) funkcja gęstości, F(x) dystrybuanta X~N (0, 1), f (x) x 1 = e, F(x)= π x f (t) dt x 0,00 0,01 0,0 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 0,0 0,50000 0,50399 0,50798 0,51197 0,51595 0,51994 0,539 0,5790 0,53188 0,53586 :,0 0,9775 0,97778 0,97831 0,9788 0,9793 0,9798 0,98030 0,98077 0,9814 0,98169,1 0,9814 0,9857 0,98300 0,98341 0,9838 0,984 0,98461 0,98500 0,98537 0,98574, 0,98610 0,98645 0,98679 0,98713 0,98745 0,98778 0,98809 0,98840 0,98870 0,98899,3 0,9898 0,98956 0,98983 0,99010 0,99036 0,99061 0,99086 0,99111 0,99134 0,99158,4 0,99180 0,990 0,994 0,9945 0,9966 0,9986 0,99305 0,9934 0,99343 0,99361,5 0,99379 0,99396 0,99413 0,99430 0,99446 0,99461 0,99477 0,9949 0,99506 0,9950,6 0,99534 0,99547 0,99560 0,99573 0,99585 0,99598 0,99609 0,9961 0,9963 0,99643,7 0,99653 0,99664 0,99674 0,99683 0,99693 0,9970 0,99711 0,9970 0,9978 0,99736,8 0,99744 0,9975 0,99760 0,99767 0,99774 0,99781 0,99788 0,99795 0,99801 0,99807