第七章假设检验
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第七章假设检验实例:一项新的减肥产品在广告中声称:服用该产品的第一周内,参加者的体重平均至少可以减轻8磅。
现随机抽取40位服用该减肥产品的样本,结果显示:样本的体重平均减少7磅,标准差为3.2磅。
假定显著性水平为0.05.问:该广告是否是属实的?消费者该不该信赖它呢?有人说大学中男生的学习成绩比女生好。
现从一个学校中随机抽取了25名男生和16名女生,对他们进行同样题目的测试,测试结果表明,男生的平均成绩为82分,标准差为10分;女生的平均成绩为78分,标准差为7分。
假定显著性水平为0.05,问:调查数据能否支持该人的结论?回答这些问题我们需要进行假设检验!一、假设检验的基本问题(一)假设检验的定义假设检验—也称显著性检验,它是先对总体参数提出某种假设,然后利用样本信息判断假设是否成立的过程。
(二)假设检验的基本思想假设检验的基本思想即小概率事件原理。
小概率事件原理——即小概率事件在一次试验中是几乎不可能发生的。
也就是说,如果提出的总体的某个假设是真实的,那么不利于或不可能支持这一假设的小概率事件A在一次试验中几乎是不可能发生的,要是在一次试验中事件A发生了,我们就有理由怀疑这一假设的真实性,并拒绝这一假设。
(三)假设检验的基本形式假设:1、原假设:通常将研究者想收集证据予以反对的假设,也称为零假设,用H0表示。
2、备择假设:通常将研究者想收集证据予以支持的假设,或称为研究假设,用H1表示。
根据备择假设有无特定的方向,可将假设检验的形式分为双侧检验和单侧检验。
(1)双侧检验——备择假设没有特定的方向性,并含有符号“”的假设检验;(2)单侧检验——备择假设具有特定的方向性,并含有符号“<”或“>”的假设检验; 在单侧检验中,根据研究者感兴趣的方向不同: 左侧检验:研究者感兴趣的备择假设方向为“<”的假设检验;右侧检验:研究者感兴趣的备择假设方向为“>”的假设检验。
单侧检验单侧检验左侧检验右侧检验假设检验的表达式假设原假设备择假设双侧检验00:θθ=H 01:θθ≠H 00:θθ≥H 01:θθ<H 00:θθ≤H 01:θθ>H例1:消费者协会接到消费者投诉,指控某品牌纸包装茶叶存在重量不足,有欺骗消费者之嫌。
第七章假设检验第一节假设检验的基本知识一、假设陈述1、原假设/虚无假设:用H表示,常常是根据已有资料得出的,稳定、保守的经验性看法,没有充分根据是不会被推翻的。
2、备选假设/研究假设:与原假设对立的假设,用H1表示,经过抽样调查后,获得证据希望予以支持的假设。
二、假设检验的基本原理——小概率原理小概率原理:一次观察中小概率事件被认为不可能发生;如果一次观察出现了小概率事件,合理的想法应该是否定原有事件具有小概率的说法。
小概率原理在假设检验中的运用:抽取一个样本并计算出检验统计量,如果在原假设成立的条件下这个统计量几乎不可能发生,则拒绝原假设而接受备选假设。
反之,如果计算出的统计量发生的可能性不太小,则接受原假设。
即在原假设下,检验统计量是小概率事件则拒绝原假设。
例1:某市场有100位摊贩,根据以往统计,其中非本地居民占10%,现随机抽取10人调查,发现5个都不是本地人,则原有统计结果是否成立?解:H:100人中10个是非本地人。
计算在原假设成立的情况下,抽取5人都是非本地人的概率:P= C105 C905/C10010<10-4可见,出现5名非本地人的结果概率极其小,但一次实验就出现了,所以怀疑原假设的真实性,拒绝原假设。
三、拒绝域与显著性水平1、显著性水平α,在原假设成立条件下,统计检验中规定的小概率的数量界限,常用的有α=0.10,0.05,0.01。
2、接受域和拒绝域根据原假设画出统计量的分布,以Z分布为例。
如果把拒绝原假设的小概率α事件定在分布的右侧尾部,则右侧面积代表的概率即显著性水平,Zα是临界值。
如果检验统计量值Z>Zα,则应拒绝原假设;如Z<Zα,则接受原假设。
以Zα为临界值,左边为接受域,右边为拒绝域。
也可把α定在左边或两边。
α1、双边检验如果拒绝域放在抽样分布的两侧,每侧拒绝域的概率分别为α/2,假设抽样本分布以0为对称,则P(|Z|>Z α/2)= α;双边检验的假设如下:H 0: μ=μ0H 1: μ≠-Z α/2 Z α/2如果检验统计量|Z|>Z α/2,则拒绝原假设,否则接受。
第七章 假设检验一、单项选择1.关于学生t 分布,下面哪种说法不正确( )。
A 要求随机样本B 适用于任何形式的总体分布C 可用于小样本D 可用样本标准差S 代替总体标准差σ2.二项分布的数学期望为( )。
A n(1-n)pB np(1- p)C npD n(1- p)。
3.处于正态分布概率密度函数与横轴之间、并且大于均值部分的面积为( )。
A 大于0.5B -0.5C 1D 0.5。
4.假设检验的基本思想可用( )来解释。
A 中心极限定理B 置信区间C 小概率事件D 正态分布的性质5.成数与成数方差的关系是( )。
A 成数的数值越接近0,成数的方差越大B 成数的数值越接近0.3,成数的方差越大C 成数的数值越接近1,成数的方差越大D 成数的数值越接近0.5,成数的方差越大6.在统计检验中,那些不大可能的结果称为( )。
如果这类结果真的发生了,我们将否定假设。
A 检验统计量B 显著性水平C 零假设D 否定域7.对于大样本双侧检验,如果根据显著性水平查正态分布表得Z α/2=1.96,则当零假设被否定时,犯第一类错误的概率是( )。
A 20%B 10%C 5%D .1%8.关于二项分布,下面不正确的描述是( )。
A 它为连续型随机变量的分布;B 它的图形当p =0.5时是对称的,当p ≠ 0.5时是非对称的,而当n 愈大时非对称性愈不明显;C 二项分布的数学期望)(X E =μ=np ,变异数)(XD =2σ=npq ;D 二项分布只受成功事件概率p 和试验次数n 两个参数变化的影响。
9.事件A 在一次试验中发生的概率为41,则在3次独立重复试验中,事件A 恰好发生2次的概率为( )。
A21 B 161 C 643 D 649 10.设离散型随机变量X ~),2(p B ,若数学期望4.2)(=X E ,方差44.1)(=X D ,则参数p n ,的值为( ).A 4=n ,p =0.6B 6=n ,p =0.4C 8=n ,p =0.3D 12=n ,p =0.2三、多项选择1.关于正态分布的性质,下面正确的说法是( )。
μ=xμ的正态曲线的外形完全相同,差别只在于曲线在横轴方向上整体平移了一个B 对于固定的σ值,不同均值位置。
μ值,不同均值σ的正态曲线的外形完全相同,差别只在于曲线在横轴方向上整体平移了一个C 对于固定的位置。
μ值,σ值越大,正态曲线越陡峭。
D 对于固定的2.下列概率论定理中,两个最为重要,也是统计推断的数理基础的是()A 加法定理B 乘法定理C 大数定律D 中心极限定理E 贝叶斯定理。
3.统计推断的具体内容很广泛,归纳起来,主要是()问题。
A 抽样分布B 参数估计C 方差分析D 回归分析E 假设检验4.下列关于假设检验的陈述正确的是()。
A 假设检验实质上是对原假设进行检验;B 假设检验实质上是对备择假设进行检验;C 当拒绝原假设时,只能认为肯定它的根据尚不充分,而不是认为它绝对错误;D假设检验并不是根据样本结果简单地或直接地判断原假设和备择假设哪一个更有可能正确;E 当接受原假设时,只能认为否定它的根据尚不充分,而不是认为它绝对正确5.选择一个合适的检验统计量是假设检验中必不可少的一个步骤,其中“合适”实质上是指()A 选择的检验统计量应与原假设有关;B 选择的检验统计量应与备择假设有关;C 在原假设为真时,所选的检验统计量的抽样分布已知;D 在备择假设为真时,所选的检验统计量的抽样分布已知;E 所选的检验统计量的抽样分布已知,不含未知参数。
6.关于t检验,下面正确的说法是()。
A t检验实际是解决大样本均值的检验问题;B t检验实际是解决小样本均值的检验问题;C t检验适用于任何总体分布;D t检验对正态总体适用;E t检验要求总体的σ已知。
四、计算题1.根据统计,北京市初婚年龄服从正态分布,其均值为25岁,标准差为5岁,问25岁到30岁之间结婚的人;其百分数为多少?2.共有5000个同龄人参加人寿保险,设死亡率为0.1%。
参加保险的人在年初应交纳保险费10元,死亡时家属可领2000元。
求保险公司一年内从这些保险的人中,获利不少于30000元的概率。
3.为了验证统计报表的正确性,作了共50人的抽样调查,人均收入的结果有:,871元=X 元,21=S 问能否证明统计报表中人均收入μ=880元是正确的(显著性水平α=0.05)。
4.某单位统计报表显示,人均月收入为3030元,为了验证该统计报表的正确性,作了共100人的抽样调查,样本人均月收入为3060元,标准差为80元,问能否说明该统计报表显示的人均收入的数字有误(取显著性水平α=0.05)。
5.已知初婚年龄服从正态分布,根据9个人的抽样调查有:5.23=X (岁),3=S (岁)。
问是否可以认为该地区平均初婚年龄已超过20岁(α=0.05)?6.某地区成人中吸烟者占75%,经过戒烟宣传之后,进行了抽样调查,发现了100名被调查的成人中,有63人是吸烟者,问戒烟宣传是否收到了成效?(α=0.05)7.据原有资料,某城市居民彩电的拥有率为60%,现根据最新100户的抽样调查,彩电的拥有率为62%。
问能否认为彩电拥有率有所增长?(α=0.05)8.一个社会心理学家试图通过实验来表明采取某种手段有助于增加群体的凝聚力。
但有16个小组,将它们配对成一个实验组和控制组,实验组和控制组各有8个小组,问怎样用二项分布去检验无效力的零假设,列出检验所需的零假设,计算抽样分布,用显著水平0.05,请指出否定域。
9.孟德尔遗传定律表明:在纯种红花豌豆与白花豌豆杂交后所生的,子二代豌豆中,红花对白花之比为3:1。
某次种植试验的结果为:红花豌豆352株,白花豌豆96株。
试在 =0.05的显著性水平上,检定孟德尔定律。
10.一个样本容量为50的样本,具有均值10.6和标准差2.2,要求:(1) 请用单侧检验,显著性水平0.05检验总体均值为10.0的假设;(2)请用双侧检验,显著性水平0.05检验总体均值为10.0的假设;(3)请比较上述单、双侧检验犯第一类错误和犯第二类错误的情况。
11.设要评价某重点中学教学质量情况,原计划升学率为60%,在高校录取工作结束后,现在一个由81个学生组成的随机样本中,发现升学率55%,用显著性水平为0.02,你能否就此得出该校的工作没有达到预期要求的结论。
为什么?12.在重复抛掷一枚硬币49次的二项试验中,试求成功29次的概率?13.某市2003年居民的户均收入是3500元,为了了解该市居民2004年的收入情况,有关调查部门作了一个共100户的收入情况的抽样调查,样本户均月收入为3525,标准差为100元。
据此,你有多大把握说该市居民户均收入是增加了。
14.某单位共有5名孕妇,求以下概率(设婴儿性别男为22/43,21/43):(1)全为男婴;(2)全为女婴;(3)3男2女。
15.某地区回族占全体居民人数的6%,今随机抽取10位居民,问其中恰有2名是回族的概率是多少?16.工人中吸烟的比例为0.5%。
某车间有工人300名,求以下概率:(1)全部吸烟;(2)2人吸烟;(3)100人吸烟;(4)160人吸烟。
17.某工厂总体的10%是技术人员,求7人委员会中4人是技术员的概率,并指出检验所需的假设。
18.设某股民在股票交易中,每次判断正确的概率是60%。
该股民最近作了100次交易。
试求至少有50次判断正确的概率。
19.某市去年的数字显示:进城农民工参加社保的比例是30%。
今年在进城农民工中随机抽取400人进行调查,经计算得该样本总体的参保率为33%,试在 =0.05的显著性水平上,检定“今年该市农民工参保情况有了改进”的零假设。
20.根据调查,儿童的智商分布为N(100,102),某幼儿园共有儿童250名,问智商在110 ~ 120之间的儿童共有多少名?21.根据调查,女大学生的身高分布为N(163,62),某大学共有女大学生1500名,问身高在164 ~ 168厘米之间的女大学生共有多少名?22.已知连续型随机变量X ~N (0,1),求(1)概率P {X =1};(2)概率P {0<X <3};(3)概率P {X <-1.5;(4)概率P {X >1.2};(5)概率P {X ≤1};(6)概率P {X ≥3}.23.某批袋装大米重量X kg 是一个连续型随机变量,它服从参数为kg kg 1.0,10==σμ的正态分布,任选1袋大米,求这袋大米重量9.9kg ~10.2kg 之间的概率.24.某批螺栓直径X cm 是一个连续型随机变量,它服从均值为0.8cm 、方差为0.0004cm 2的正态分布,随机抽取1个螺栓,求这个螺栓直径小于0.81cm 概率.N (58,102),规定考试成绩达到或超过60分为合格,求:(1)任取1份高等数学试卷成绩为合格的概率;(2)任取3份高等数学试卷中恰好有2份试卷成绩为合格的概率.26. 已知连续型随机变量X ~N (3,4),求:(1)概率}53{≤<-X P ;(2)概率P {3-X >3.92};(3)数学期望E (-X +5);(4)方差D (-X +5)。