Testowanie hipotez statystycznych cd.

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

Testowanie hipotez statystycznych

WYKŁAD 8 TESTOWANIE HIPOTEZ STATYSTYCZNYCH

Matematyka i statystyka matematyczna dla rolników w SGGW

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

Statystyka matematyczna. Wykład IV. Weryfikacja hipotez statystycznych

Statystyka matematyczna dla leśników

Estymacja punktowa i przedziałowa

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

LABORATORIUM 8 WERYFIKACJA HIPOTEZ STATYSTYCZNYCH PARAMETRYCZNE TESTY ISTOTNOŚCI

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

Wnioskowanie statystyczne i weryfikacja hipotez statystycznych

LABORATORIUM 9 WERYFIKACJA HIPOTEZ STATYSTYCZNYCH PARAMETRYCZNE TESTY ISTOTNOŚCI

Testowanie hipotez statystycznych. Wnioskowanie statystyczne

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

Weryfikacja hipotez statystycznych za pomocą testów statystycznych

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

Statystyka matematyczna Testowanie hipotez i estymacja parametrów. Wrocław, r

STATYSTYKA I DOŚWIADCZALNICTWO. Wykład 2

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

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

Hipotezy statystyczne

LABORATORIUM 8 WERYFIKACJA HIPOTEZ STATYSTYCZNYCH PARAMETRYCZNE TESTY ISTOTNOŚCI

Testowanie hipotez statystycznych.

Weryfikacja hipotez statystycznych

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

Hipotezy statystyczne

Wnioskowanie statystyczne Weryfikacja hipotez. Statystyka

Testowanie hipotez statystycznych.

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

1 Estymacja przedziałowa

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

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

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

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

Statystyka matematyczna i ekonometria

Weryfikacja hipotez statystycznych, parametryczne testy istotności w populacji

Porównanie dwóch rozkładów normalnych

Wykład 3 Hipotezy statystyczne

Porównanie modeli statystycznych. Monika Wawrzyniak Katarzyna Kociałkowska

Wykład 12 Testowanie hipotez dla współczynnika korelacji

STATYSTYKA wykład 8. Wnioskowanie. Weryfikacja hipotez. Wanda Olech

RACHUNEK PRAWDOPODOBIEŃSTWA I STATYSTYKA MATEMATYCZNA

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

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

TESTOWANIE HIPOTEZ STATYSTYCZNYCH

RÓWNOWAŻNOŚĆ METOD BADAWCZYCH

Wykład 12 Testowanie hipotez dla współczynnika korelacji

WIELKA SGH-OWA POWTÓRKA ZE STATYSTYKI TESTOWANIE HIPOTEZ PARAMETRYCZNYCH

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

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

Statystyka matematyczna

Testowanie hipotez statystycznych

STATYSTYKA MATEMATYCZNA WYKŁAD 4. Testowanie hipotez Estymacja parametrów

Weryfikacja hipotez statystycznych za pomocą testów statystycznych

Statystyka matematyczna i ekonometria

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

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

Testowanie hipotez statystycznych

166 Wstęp do statystyki matematycznej

Założenia do analizy wariancji. dr Anna Rajfura Kat. Doświadczalnictwa i Bioinformatyki SGGW

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

Weryfikacja hipotez statystycznych

dr hab. Dariusz Piwczyński, prof. nadzw. UTP

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

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

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

Weryfikacja hipotez statystycznych. KG (CC) Statystyka 26 V / 1

Statystyka. Rozkład prawdopodobieństwa Testowanie hipotez. Wykład III ( )

1. Jednoczynnikowa analiza wariancji 2. Porównania szczegółowe

Statystyka matematyczna. Wykład V. Parametryczne testy istotności

Prawdopodobieństwo i rozkład normalny cd.

1 Weryfikacja hipotez statystycznych

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

Prawdopodobieństwo i statystyka

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

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

Weryfikacja hipotez statystycznych

PDF created with FinePrint pdffactory Pro trial version

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

STATYSTYKA MATEMATYCZNA WYKŁAD 5. 2 listopada 2009

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

STATYSTYKA

Zadania ze statystyki, cz.6

Estymacja parametrów rozkładu cechy

Wydział Matematyki. Testy zgodności. Wykład 03

hipotez statystycznych

Rozkłady statystyk z próby. Statystyka

Testy zgodności. Dr Joanna Banaś Zakład Badań Systemowych Instytut Sztucznej Inteligencji i Metod Matematycznych. Wykład 11

WYKŁAD 5 TEORIA ESTYMACJI II

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

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

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

... i statystyka testowa przyjmuje wartość..., zatem ODRZUCAMY /NIE MA POD- STAW DO ODRZUCENIA HIPOTEZY H 0 (właściwe podkreślić).

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

Wykład 9 Wnioskowanie o średnich

Estymatory i testy statystyczne - zadania na kolokwium

Temat: Badanie niezależności dwóch cech jakościowych test chi-kwadrat

Weryfikacja hipotez statystycznych testy dla dwóch zbiorowości

Transkrypt:

Temat Testowanie hipotez statystycznych cd. Kody znaków: żółte wyróżnienie nowe pojęcie pomarańczowy uwaga kursywa komentarz 1

Zagadnienia omawiane na zajęciach 1. Przykłady testowania hipotez dotyczących: a. średniej z rozkładu normalnego b. porównaniu dwóch średnich z rozkładów normalnych c. porównaniu dwóch wariancji z rozkładów normalnych d. porównaniu dwóch frakcji z rozkładów dwupunktowych

Testowanie hipotezy 1. Formułujemy hipotezę zerową H 0. Wybieramy test do zbadania hipotezy 3. Przyjmujemy poziom istotności α (wyznaczamy obszar krytyczny testu) 4. Losowujemy próbę 5. Wyznaczamy wartości testu dla wylosowanej próby 6. Formułujemy wniosek odnośnie hipotezy (hipotezę odrzucamy/nie odrzucamy) 3

Hipoteza alternatywna H 1 Hipoteza alternatywna, ozn. H 1 przyjmujemy ją przy odrzuceniu H 0 Mówimy: Weryfikujemy hipotezę zerową H 0 przeciwko hipotezie alternatywnej H 1 4

Błędy wnioskowania STAN RZECZYWISTY H 0 prawdziwa H 0 nieprawdziwa (fałszywa) ODRZUCIĆ H 0 błąd I rodzaju, pstwo = α wniosek prawidłowy WNIOSEK NIE ODRZUCAĆ H 0 wniosek prawidłowy błąd II rodzaju, pstwo = β 5

Moc testu Procedury testowe konstruowane są w taki sposób, aby przy ustalonej wartości α, wartość β była jak najmniejsza. Moc testu = 1- β (pstwo odrzucenia fałszywej hipotezy zerowej). 6

Było: Hipoteza H 0 : µ = µ 0 Założenia: 1. cecha X ~ N(µ, σ ), µ, σ - nieznane. próba losowa: x 1, x,..., x n ; n liczebność próby H 0 : µ = µ 0 (porównanie z normą) test t - Studenta; poziom istotności α Funkcja testowa: t emp = x s µ 0 n 7

Wnioskowanie 1: Hipoteza H 0 : µ = µ 0 cd. jeżeli t emp > t α,v= n-1, to hipotezę H 0 odrzucamy, w przeciwnym przypadku H 0 nie można odrzucić. Wnioskowanie (równoważne z wnioskowaniem 1): jeżeli wartość p < α, to hipotezę H 0 odrzucamy, w przeciwnym przypadku H 0 nie można odrzucić. 8

Przykład H 0 : µ = 00 Cecha X masa owocu pewnej odmiany. Załóżmy, że 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, 9

Parametry próby: n=10, Przykład H 0 : µ = 00 cd. x = 194, 46 g, s = 5,19 g Wartość empiryczna funkcji testowej: t emp x µ = 0 n = s 194,46 00 = 5,19 10 = 3,3755 Wartość krytyczna funkcji testowej t α,v = n-1 = t 0,05, 9 =,6 10

Przykład H 0 : µ = 00 cd. Wnioskowanie 1 (wniosek statystyczny): t emp =3,3375>,6 = t 0,05,9, zatem hipotezę zerową H 0 odrzucamy. Wniosek merytoryczny: nie można przyjąć, że średnia masa owocu tej odmiany wynosi 00 g. 11

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, że P( X > t α, ν ) = α ν \ α 0,400 0,300 0,00 0,100 0,050 0,05 0,010 0,005 0,001 1 1,3764 1,966 3,0777 6,3137 1,706 5,4519 63,6559 17,311 636,5776 1,0607 1,386 1,8856,900 4,307 6,054 9,950 14,089 31,5998 3 0,9785 1,498 1,6377,3534 3,184 4,1765 5,8408 7,453 1,944 4 0,9410 1,1896 1,533,1318,7765 3,4954 4,6041 5,5975 8,6101 5 0,9195 1,1558 1,4759,0150,5706 3,1634 4,031 4,7733 6,8685 6 0,9057 1,134 1,4398 1,943,4469,9687 3,7074 4,3168 5,9587 7 0,8960 1,119 1,4149 1,8946,3646,841 3,4995 4,094 5,4081 8 0,8889 1,1081 1,3968 1,8595,3060,7515 3,3554 3,835 5,0414 9 0,8834 1,0997 1,3830 1,8331,6,6850 3,498 3,6896 4,7809 10 0,8791 1,0931 1,37 1,815,81,6338 3,1693 3,5814 4,5868 11 0,8755 1,0877 1,3634 1,7959,010,5931 3,1058 3,4966 4,4369 1 0,876 1,083 1,356 1,783,1788,5600 3,0545 3,484 4,3178 1

Przykład ilustracja graficzna Ozn.: t emp = X µ S n f(x) y = f (x) funkcja gęstości rozkładu t-studenta z v=9 stopniami swobody 0 wartości t 13

Przykład ilustracja graficzna cd. y = f (x) funkcja gęstości rozkładu t-studenta z v = 9 stopniami swobody α 0, 05 Pole = = = 0, 05 Pole=1-α=0,95 α 0, 05 Pole = = = 0, 05 - t 0,05, 9 = -,6 0 t 0,05,9 =,6 wartości t obszar dopuszczenia hipotezy obszar odrzucenia hipotezy (krytyczny) 14

Przykład ilustracja graficzna cd. y = f (x) funkcja gęstości rozkładu t-studenta z v = 9 stopniami swobody Pole = wartość p Pole = α = 0,05 -t emp =-3,34 - t kryt = -,6 0 t kryt =,6 t emp =3,34 wartości t 15

Hipoteza zerowa H 0 : µ = µ 0 H 0 : µ = µ 0 H 1 : µ µ 0 hipoteza zerowa hipoteza alternatywna 16

Przykład 1. H 0 : µ = µ 0 Średnia zawartość skrobi w bulwach ziemniaków w pewnym rejonie uprawy kształtuje się na poziomie 18%. Hodowca nowej odmiany twierdzi, że zawartość skrobi u tej odmiany jest mniejsza niż 18%. Pobrano 10-elementową próbę, w której średnia wyniosła 16%, a odchylenie standardowe 3%. Zweryfikuj odpowiednią hipotezę na poziomie istotności 0,05. Przyjmij, że zawartość skrobi ma rozkład normalny z nieznanymi parametrami. 17

Było: testowanie hipotezy H 0 : µ = µ 0 Założenia: 1. cecha X ~ N(µ, σ ), µ, σ - nieznane. próba losowa: x 1, x,..., x n ; n liczebność próby H 0 : µ = µ 0 (porównanie z normą) test t - Studenta; poziom istotności α Funkcja testowa: t emp = x s µ 0 n 18

Było: testowanie hipotezy H 0 : µ = µ 0 cd. Wnioskowanie 1: jeżeli t emp > t α,v= n-1, to hipotezę H 0 odrzucamy, w przeciwnym przypadku H 0 nie można odrzucić. Wnioskowanie (równoważne z wnioskowaniem 1): jeżeli wartość p < α, to hipotezę H 0 odrzucamy, w przeciwnym przypadku H 0 nie można odrzucić. 19

Było: testowanie hipotezy H 0 : µ = µ 0 cd. H 0 odrzucamy, na rzecz H 1, 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 można odrzucić. 0

Przykład. H 0 : µ = µ 0 Norma zawartości ołowiu w żywności wynosi 1,50 mg na 1 kg suchej masy. Na pięciu plantacjach porzeczki czarnej usytuowanych w niewielkiej odległości od drogi o dużym natężeniu ruchu wykonano oznaczenia zawartości tego metalu w owocach i otrzymano wyniki: x = 1, 65, s = 0,1359. Na poziomie istotności 0,05 zweryfikuj hipotezę, że zawartość ołowiu jest w normie przeciwko alternatywie, że zawartość ołowiu przekracza normę. Przyjmij, że zawartość ołowiu ma rozkład normalny z nieznanymi parametrami. 1

Hipoteza H 0 : µ 1 = µ Założenia: 1. cecha X 1 ~N(µ 1, σ ), cecha X ~N(µ, σ ), µ 1, µ, σ - nieznane parametry,. pobrano n 1 elementową próbę z pierwszej populacji oraz n -elementową próbę z drugiej populacji H 0 : µ 1 = µ H 1 : µ 1 µ test t-studenta, poziom istotności α

3 Hipoteza H 0 : µ 1 = µ cd. Funkcja testowa: r emp s x x t 1 = gdzie: + = 1 1 1 n n s s e r błąd stand. różnicy średnich, ( ) ( ) 1 1 1 1 1 + + = n n n s n s s e wspólna wariancja;

Hipoteza H 0 : µ 1 = µ cd. Wnioskowanie 1: jeżeli t emp >t α, v = n1+n-, to hipotezę H 0 odrzucamy, w przeciwnym przypadku H 0 nie można odrzucić. Wnioskowanie : jeżeli p < α, to hipotezę H 0 odrzucamy, w przeciwnym przypadku H 0 nie można odrzucić. 4

Przykład 3. Hipoteza H 0 : µ 1 = µ cd. 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, że badane cechy mają niezależne rozkłady normalne z jednakowymi wariancjami. (Zapisz hipotezę zerową, alternatywną, nazwę testu statystycznego, wartość funkcji testowej, wniosek statystyczny i merytoryczny) B 5

Hipoteza H 0 : σ 1 = σ Założenia: 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 z pierwszej populacji oraz n elementową próbę z drugiej populacji. H 0 : σ 1 = σ H 1 : σ 1 σ test F-Fishera, poziom istotności α. 6

Hipoteza H 0 : σ 1 = σ cd. Funkcja testowa: F emp = max ( s min ( s 1 1,, s s ) ) 7

Hipoteza H 0 : σ 1 = σ Wnioskowanie 1: jeżeli F emp > F α/, v licz, v mian, to hipotezę H 0 odrzucamy, w przeciwnym przypadku H 0 nie można odrzucić. UWAGA: v licz liczba stopni swobody dla licznika, v mian - liczba stopni swobody dla mianownika, v i = n i 1. 8

Hipoteza H 0 : σ 1 = σ Wnioskowanie : jeżeli wartość p < α, to hipotezę H 0 odrzucamy, w przeciwnym przypadku H 0 nie można odrzucić. 9

Przykład 4. Hipoteza H 0 : σ 1 = σ Z dwóch zbiorników wodnych pobrano siedmioelementowe próbki wody do analizy gęstości fitoplanktonu na podstawie koncentracji zielononiebieskich alg. Otrzymano wyniki: 1, s = 6 9495, s = 40 148. Na poziomie istotności, 0,1 zweryfikuj hipotezę o jednakowej zmienności fitoplanktonu w obu zbiornikach wobec hipotezy alternatywnej zakładającej, że zmienność jest różna. Przyjmij, że gęstości mają niezależne rozkłady normalne. (Zapisz hipotezę zerową, alternatywną, nazwę testu statystycznego, wartość funkcji testowej, wniosek statystyczny i merytoryczny) 30

Hipoteza H 0 : p 1 = p Założenia: 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 z pierwszej populacji oraz n elementową próbę z drugiej populacji, k i liczba elementów wyróżnionych w i-tej próbie; p = i k n i i p = k n 1 1 + + k n 31

Hipoteza H 0 : p 1 = p cd. H 0 : p 1 = p H 1 : p 1 p test przybliżony u (dla dużych prób), poziom istotności α. Funkcja testowa: u emp = p p 1 p 1 1 ( 1 p) + n n 1 3

Wnioskowanie: jeżeli Hipoteza H 0 : p 1 = p cd. u emp α, to hipotezę H 0 u 1 odrzucamy, w przeciwnym przypadku H 0 nie można odrzucić. 33

Przykład 5. Hipoteza H 0 : p 1 = p 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. 34