u检验、t检验、F检验、卡方检验详细分析
要點:
一、正態分布是統計學的基礎,它對于各種假設檢驗極其的重要,t分布,F分布,卡方分布都是基于正態分布衍生出來的,而且中心極限定理也證明了,多數分布在樣本量n足夠大的情況下,其樣本均值服從正態分布。
二、假設檢驗的步驟
? ? ? ?1 提出假設,包括無效假設H0和備擇假設H1。
? ? ? ?2 預設檢驗水準,一般設為0.05,概率小于0.05為小概率事件
? ? ? ?3 選定檢驗方法,檢驗方法的選定要依據抽樣的樣本數量等因素進行確定
? ? ? ?4 依據檢驗方法,確定在H0假設下的發生概率,如果小于0.05,則證明,H0假設為小概率事件,就可以拒絕H0
三、假設檢驗的實質是否定,是為了否定H0。
一、u檢驗(總體均值,總體方差已知的情況下使用)
? ? ? ?u檢驗,又稱為z檢驗,是基于正態分布的檢驗。舉個簡單的例子:
?一臺機器生成某種金屬球,直徑服從正態分布N(10,0.04)。抽取100個樣本后,發現樣本的均值為9.8cm,請問該機器生產的產品直徑的均值是否為10cm。在0.05的顯著性水平下
1、H0:? ?H1:
2、取
3、樣本量為100,所以這里選擇u檢驗(為什么會選擇u檢驗,而不選擇t檢驗?在總體方差已經知道的情況下,不管樣本數量多少都可以選擇u檢驗。而如果總體方差未知,且樣本數量小于40,則應該選擇t檢驗。那么如果總體方差未知,但是樣本數量超過40了,則u檢驗和t檢驗都可以使用,因為樣本量大的情況下,t分布趨向于正態分布)
4、計算
可以發現這里是雙邊檢驗,所以查=1.96。所以拒絕H0
二、t檢驗(總體均值已經知道,但總體方差未知,只知道樣本的方差)
? (一)、單總體t檢驗
?一臺機器生成某種金屬球,直徑服從正態分布。抽取16個樣本后,發現樣本的均值為9.8cm,方差為0.04,請問該機器生產的產品直徑的均值是否為10cm。在0.05的顯著性水平下
1、H0:? ?H1:
2、取
3、總體方差未知,樣本量為16,所以這里選擇t檢驗(如果樣本數量較大,比如超過40,亦可以選擇u檢驗)
4、計算
查,所以拒絕H0
?(二)、兩總體t檢驗(這兩個總體的方差齊,且服從正態分布)
兩臺機器A,B生產某種金屬球,從A生產的產品中取16件,發現其均值為9.8cm,方差為0.04,從B生產的產品中取9件,發現其均值為9.7cm,方差為0.015,是否可以認定A,B產品的直徑有顯著性差異,在0.05的顯著性水平下。
1、H0:? ?H1:
2、取
3、判斷兩個總體的均值是否有顯著性差異,要用t檢驗
4、計算
,所以接受H0。
三、卡方檢驗(總體均值未知,單個正態總體的卡方檢驗,卡方檢驗的目標是為了檢驗樣本的總體是否符合某種分布)
一臺機器生成某種金屬球,直徑服從正態分布。抽取16個樣本后,發現樣本的均值為9.8cm,方差為0.04,請問該機器生產的金屬球的直徑的方差是否為0.02。
1、H0:? ?H1:
2、取
3、總體均值未知,樣本量為16,所以這里選擇卡方檢驗
4、計算
查,所以拒絕H0,說明金屬球的直徑不符合方差為0.02的正態分布。
注:卡方檢驗還有另一種計算方式為
四、F檢驗(總體均值未知,兩個正態總體的F檢驗,F檢驗的目標是為了檢驗兩個樣本的總體的方差是否相同,t檢驗中的方差齊是可以用F檢驗來進行檢驗的)
兩臺機器A,B生產某種金屬球,從A生產的產品中取10件,發現其方差為0.02,從B生產的產品中取10件,發現其方差為0.015,是否可以認定A,B產品的方差相等,在0.05的顯著性水平下。
1、H0:? ?H1:
2、取
3、判斷兩個總體的方差是否齊,要用F檢驗
4、計算
將數據帶入得到F=1.333,查,所以接受H0,說明在0.05的顯著性水平下可以認為方差相等。
總結
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