統計學的假設檢驗

1.什麼是假設檢驗?

假設檢驗是一種規則,它根據數據樣本所提供的證據,指定是肯定還是否定有關總體的聲明。基本原理是先對總體的特徵作出某種假設,然後通過抽樣研究的統計推理,對此假設應該被拒絕還是接受作出推斷。

2.假設檢驗的基本思想

假設檢驗的基本思想是小概率反證法思想。小概率思想是指小概率事件(P<0.01或P<0.05)在一次試驗中基本上不會發生。反證法思想是先提出假設(檢驗假設H0),再用適當的統計方法確定假設成立的可能性大小,如可能性小,則認爲假設不成立,若可能性大,則還不能認爲不假設成立

3.假設檢驗的基本步驟:

(1)問題是什麼?

1.1零假設,備選假設

1.2檢驗假設

1.3抽樣分佈類型(是否符合正態分佈或者t分佈)

1.4檢驗方向(左尾檢驗、右尾檢驗單尾檢驗還是雙尾檢驗)

(2)證據是什麼?

零假設成立時,得到樣本平均值的概率:P值

(3)判斷的標準是什麼?

顯著水平α(0.1%,1%,5%)

(4)做出結論

P<=α時,拒絕零假設,即備選假設成立。

P>α時,接受零假設

進行假設檢驗時,你假定原假設爲真,如果有足夠的證據反駁原假設,則拒絕原假設,接受備選假設。就像把囚犯帶到法官面前接受審判,只有在有足夠的證據證明囚犯有罪時,才能進行宣判。

4. 單尾檢驗和雙尾檢驗

單尾檢驗的拒絕域落在有可能的數據集的一側,選擇檢驗水平α來表示,然後確保拒絕域以相應的概率反應這個水平,尾部可以是可能是數據集的左側或者右側,具體在哪一側取決於備選假設H1

如果備選假設包含一個<小於符號,則使用左尾,此時拒絕域位於數據的低端。

左尾檢驗

如果備註假設包含一個>大於符號,則使用右尾,此時拒絕域位於數據的高端。

右尾檢驗

雙尾檢驗即拒絕域一分爲二位於數據集的兩側,兩側各佔α/2,總和爲α。

雙尾檢驗

判斷是否需要使用雙尾檢驗的方法是:查看備選假設H1,如果備選假設包含一個不等號≠,則需要使用雙尾檢驗,這是因爲我們要找到參數的變化,而不是增加和減少。

5. 效應量

效應量是指由於因素引起的差別,是衡量處理效應大小的指標。當樣本容量大得到顯著時,有必要報告效應量大小。效應量太小,意味着處理即使達到了顯著水平,也缺乏實用價值。

(1)第一種叫做差異度量

差異度量

Cohen’s d = (樣本平均值1-樣本平均值2) / 標準差

Cohen’s d 除以的是標準差,也就是以標準差爲單位,樣本平均值和總體平均值之間相差多少。

(2)第二種叫做相關度度量
相關度量

例如R平方,表示某個變量的變化比例與另一變量的關係。可以用t檢驗的信息推出R平方的公式,這裏的t值從t檢驗中獲得的值,df是自由度。

r2=t2 / (t2+df),其中r2是指r的平方,t2是t的平方

如果r平方等於20%,表示我們可以說通過知道另一個變量能夠接受相關變量20%的變化情況

爲什麼要給出效應量?

在我們要判斷某個調查研究的結果,是否有意義或者重要時候,要考慮的使用效應量來衡量指標。效應量太小,意味着處理即使達到了顯著水平,也缺乏實用價值。

所以,在假設檢驗過程中中,我們給出了是否具有統計顯著性,也要給出效應量,一起來判斷在研究的這個結果是否有意義。

效應量報告格式:d=x.xx ,R2=.xx

詳細學習章節請看《深入淺出統計學》第13章 假設檢驗的運用

假設檢驗網址:https://support.minitab.com/zh-cn/minitab/18/help-and-how-to/statistics/basic-statistics/supporting-topics/basics/what-is-a-hypothesis-test/

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