假设检验

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假设检验

2024-07-05 19:59| 来源: 网络整理| 查看: 265

假设检验,也称为显著性检验,通过样本的统计量来判断与总体参数之间是否存在差异(差异是否显著)。即我们对总体参数进行一定的假设,然后通过收集到的数据,来验证我们之前作出的假设(总体参数)是否合理。在假设检验中,我们会建立两个完全对立的假设,分别为原假设H0与备择假设H1。然后根据样本信息进行分析判断,是选择接受原假设还是拒绝原假设。 假设检验基于“反证法”。首先,我们假设原假设为真,如果在此基础上,得出了违反逻辑与常理的结论,则表明原假设是错误的,我们就接受备择假设。

小概率事件

在假设检验中,违反逻辑与常规的结论,就是小概率事件。一般来说,小概率事件在一次试验中是不会发生的。如果发生,则我们便有理由拒绝原假设。 假设检验遵循“疑罪从无”的原则,接受原假设,并不代表原假设一定是正确的,只是没有充分的证据,证明原假设是错误的。

P-Value与显著性水平

为了便于量化,我们可以计算一个概率值(P-Value),该概率值可以认为是支持原假设的概率,也就是样本统计量与总体参数无差异的概率。然后,我们设定一个显著性水平α(通常取值为0.05)。当P-Value的值大于α时,支持原假设。 假设检验与置信区间有一定的关联性,只不过假设检验是通过反正的角度来判断是否接受原假设。

假设检验的步骤

步骤如下:

设置原假设与备择假设。设置显著性水平α(通常选择α=0.05)。根据问题选择假设检验的方式。计算统计量,并通过统计量获取P值。根据P值与α值,决定接受原假设还是备择假设。 常用的假设检验方法 Z检验

Z检验用来判断样本均值是否与总体均值具有显著性差异。Z检验是通过正态分布的理论来推断差异发生的概率,从而比较两个均值的差异是否显著。Z检验适用于:

总体呈正态分布。总体方差已知。样本容量较大(≥30)。

Z检验计算公式如下:

在这里插入图片描述 通过假设检验可以计算如下题目: 某车间用一台机器制作袋装糖,袋装糖的净重是一个随机变量,服从正态分布。机器运行正常时,其均值为0.5kg,标准差为0.015kg。某日工作后,检验包装机是否正常,随机抽取9袋糖,称得净重为(kg):0.497、0.506、0.518、0.524、0.498、0.511、0.520、0.515、0.512,请问机器是否正常?

设置原假设与备择假设: 原假设:μ = μ0 = 0.5kg(机器正常) 备择假设:μ ≠ μ0 ≠ 0.5kg(机器不正常)设置显著性水平: α = 0.05根据问题选择假设检验的方式: 根据题意已知糖的净重呈正态分布且总体标准差已知,故选择Z检验。计算统计量,并通过统计量获取P值。 from scipy import stats a = np.array([0.497,0.506,0.518,0.524,0.498,0.511,0.520,0.515,0.512]) #总体的均值和标准差 mean, std = 0.5, 0.015 #计算样本均值 sample_mean = a.mean() #计算标准误差 se = std/np.sqrt(len(a)) #计算Z统计量 Z = (sample_mean-mean)/se print('统计量Z:',Z) #计算P值 p = 2*stats.norm.sf(abs(z)) print('P-Value值:', p)

在这里插入图片描述 通过结果可知,P值小于0.05,则拒绝原假设,接受备择假设,我们可以认为机器运作不正常。

t检验

t检验与Z检验类似,用来判断样本均值是否与总体均值均有显著性差异。不过t检验是基于t分布的,适用于:

总体呈正态分布。总体方差未知。样本数量较少(


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