假设检验概述

假设检验4.4.1什么是假设检验假设检验是在给定的风险等及的条件下确定一组数据（典型地来自于样本）是否于给定的假设相一致的统计方法。

该假设可能同一个特定的统计分布或样式有关或与一个分布的参数有关（如均值），假设检验的程序包括评估证据（以数据的方式），以决定一个关于统计模型或参数的给定的假设是否可以被拒绝。

在本技术报告中，很多统计技术都直接或间接地引用了假设检验，例如抽样、SPC 图、实验设计、回归分析和测量分析。

4.4.2假设检验的用途假设检验广泛地应用于判断在给定的置信水平以内一个总体（从样本中推断）的某个参数的假设是否真实，这个方法可能因此应用于检验一个总体的某个参数是否符合某个标准或者它被用于检验两个或两个以上总体之间的差异，这在决策中是很有用下的。

假设检验也用于对假定的模型的判断，例如判断某个分布是否是正常的或某个样本数据是否是随机的。

假设检验也用于判定变量的范围（即置信区间），也就是在给定的置信水平上包含被研究对象参数的范围。

4.4.3 假设检验的益处假设检验可以在一给定的置信水平的条件下对某一总体参数进行的推断。

据此，对于那些基于此参数而进行的决策过程中，假设检验可以提供很大的帮助。

假设检验可以简单地对某个总体的分布属性进行判断正如它对样本的属性进行的判断一样。

4.4.4 局限性和注意事项为了确保假设检验所得出的结论的有效性，一些统计上的假定需要被充分地满足，特别是样本应当是被独立和随机地被抽取。

还有，样本的大小还将决定对于假设检验的结论有重要影响的置信水平。

在理论界，目前就假设检验如何作出有效的判断这方面还有一些争议。

4.4.5 应用举例假设检验一般应用于对某个参数、有一个或多个总体的分布（从样本上进行推断）或评价样本数据本身。

例如，假设检验的方法可以用于如下的方面：--- 检验一个总体的均值（或标准差）是否符合一个给定的值、比如目标值或标准；--- 检验两个或两个以上的总体的均值（或标准差）是否不同，比如在比较不同批次产品的时候；--- 检验一个总体的不合格品率是否超过一个给定的数值；--- 检验两个过程的输出的不合格品率是否相同；--- 检验样品是否是被随机地从单一的总体所抽取；--- 检验总体的分布是否服从正态分布；--- 检验一个样本的数据是否是“异常值”，例如，一个被研究的变量的极端的数值；--- 检验对于一些产品或过程特性的改进是否有成效；--- 确定在给定的置信水平条件下，接受或拒绝某一假设所需的样本大小；--- 利用样本数据确定可能包含总体真实均值的置信区间。

统计学中的假设检验（Hypothesis Testing in Statistics）统计学中的假设检验是一种统计推断方法，用于验证对总体参数或某个结论提出的假设是否是合理的。

它可以用来评估样本数据是否可以支持或反驳特定的假设，从而对研究问题进行分析和决策。

在假设检验中，我们通常提出一个零假设（null hypothesis）和一个备择假设（alternative hypothesis）。

零假设是一种无效假设，即我们认为没有关联或没有差异存在。

备择假设是一种我们希望证明的假设，即存在某种关联或差异。

在进行假设检验时，我们首先收集样本数据。

然后，我们基于这些数据计算一个统计量，该统计量可以用于判断是否可以拒绝零假设。

统计学家们使用最常见的统计量是p值（P-value）。

p值是在给定零假设成立的条件下，观察到结果或更极端结果的概率。

如果p值小于预先设定的显著性水平α（通常为0.05），我们可以拒绝零假设，并接受备择假设。

举例来说，假设我们想要研究某药物对某种疾病的治疗效果。

零假设可以是该药物对治疗效果没有明显影响，备择假设可以是该药物对治疗效果有显著影响。

我们收集了一组患有该疾病的患者，并将其随机分为两组，对其中一组使用药物进行治疗，另一组使用安慰剂进行治疗。

然后，我们比较两组的治疗效果。

通过对比两组的数据，我们可以计算出一个p值。

如果p值小于我们设定的显著性水平α，我们可以拒绝零假设，即药物对治疗效果具有显著影响。

反之，如果p值大于α，我们无法拒绝零假设，即药物对治疗效果没有明显影响。

在假设检验中，还有两种错误可能性：第一类错误和第二类错误。

第一类错误是当真实情况下零假设正确时，我们错误地拒绝了它。

第二类错误是当真实情况下备择假设正确时，我们错误地接受了零假设。

通常，我们在设计假设检验时将第一类错误的概率控制在一个较小的水平上（如0.05），而第二类错误的概率则可能较大。

在实际应用中，假设检验是一种重要的工具，被广泛用于各种领域和学科，如医学研究、社会科学、工程等。

数学中的假设检验假设检验是统计学中一种重要的方法，用于对统计样本数据进行推断与判断。

它可以帮助我们判断某个假设是否成立，从而为决策提供依据。

本文将通过介绍假设检验的基本概念、步骤和应用案例，深入探讨数学中的假设检验方法。

一、假设检验的基本概念假设检验是根据样本数据对总体进行统计推断的方法。

它基于两个互为对立的假设：原假设（H0）和备择假设（H1）。

原假设通常是我们认为成立的假设，而备择假设则是我们希望验证的假设。

在进行假设检验时，我们首先假设原假设成立，然后利用统计方法计算出样本数据的观察值，根据观察值与预期值之间的偏差，判断原假设的合理性。

如果观察值与预期值之间的差异显著大于正常情况下的偏差范围，我们就可以拒绝原假设，接受备择假设。

二、假设检验的步骤假设检验包括以下几个基本步骤：1. 确定假设：根据问题的背景和研究目的，明确原假设和备择假设。

2. 选择显著性水平：显著性水平（α）是假设检验中一个重要的参数，用于确定拒绝原假设的标准。

一般情况下，α取0.05或0.01。

3. 计算统计量：根据样本数据，选择合适的统计量进行计算。

常用的统计量有t值、F值和卡方值等。

4. 判断拒绝域：根据显著性水平和统计量的分布特性，确定拒绝原假设的临界值。

5. 比较统计量和临界值：将计算得到的统计量与拒绝域的临界值进行比较，判断是否拒绝原假设。

6. 得出结论：根据比较结果，给出对原假设的结论，并解释其统计意义和实际意义。

三、假设检验的应用案例1. 以某医院为例，研究员想要验证该医院使用的一种新型药物是否比常规药物更有效。

设定原假设为“新型药物不比常规药物更有效”，备择假设为“新型药物比常规药物更有效”。

收集一组患者的数据，比较两组患者接受新型药物和常规药物后的治疗效果，通过假设检验确定是否接受备择假设。

2. 在金融领域，分析师经常使用假设检验来验证股票市场的有效性。

他们可以将原假设设定为“股票市场不存在明显的投资机会”，备择假设设定为“股票市场存在明显的投资机会”。

第八章假设检验作为统计推断的重要组成部分，假设检验也称为显著性检验，就是对所估计的总体先提出一个假设，然后再根据样本信息来检验对总体所做的假设是否成立。

假设检验可分为参数检验和非参数检验，对总体分布中未知参数的假设检验称为参数检验，而对未知分布函数的类型或其某些特征提出的假设称为非参数检验。

第一节假设检验概述在实际生活中，许多事例都可以归结为假设检验问题。

为了便于理解，下面我们结合具体实例来说明假设检验的思想方法。

例8．1 某厂生产中药地黄丸，药丸的重量服从正态分布N( , 2)，按规定每丸的标准重量为10克。

根据以往经验得知，生产药丸的标准差为 3.2克。

现从一批药丸中随机抽取100个，其平均重量为9.6克，试问这批药丸重量是否符合标准？从直观上来看，这批药丸重量不符合标准，两者差异显著。

但能否仅凭100个药丸的平均重量比标准重量小0.4克，而立即得出这批药丸不符合标准的结论呢？从统计学上来看，这样得出的结论是不可靠的。

这是因为，差异可能是这批药丸品质所造成的，也可能是由于抽样的随机性所造成的。

如果我们再随机抽取100个药丸进行检测重量，又可得到一个样本资料。

由于抽样误差的随机性，样本平均数（100个药丸的平均重量）就不一定是9.6克。

那么，我们对样本进行分析时，必须判断样本的差异是抽样误差造成的，还是因本质不同而引起的。

如何区分两类性质的差异？怎样通过样本来推断总体？这正是假设检验要解决的问题。

在假设检验中，先要根据问题的需要建立检验假设，假设有两种，一种是原假设或零假设，用H0表示，通常就是将要进行检验的假设；另一种是备择假设- 1 -或对立假设，用H1表示，是原假设H0相对立的假设。

例8.1中，如果将该批药丸的重量记作总体X，该问题就是检验总体X的均值 的变化情况。

那么，可以设原假设H0： 10( 0)，即认为这批药丸重量是符合标准的；而备择假设，即认为这批药丸重量是符合标准的 10( 0)，即认为这批药丸重量不H1：10( 0)符合标准的。