统计估计和假设检定
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第五章统计估计和假设检验统计学的基本问题就是根据样本所提供的信息对总体的分布以及分布的数字特征作出统计推断。
统计推断包括两大部分:一是统计估计,二是假设检验。
统计估计问题就是根据样本的数字特征来估计总体参数的数字特征,因此通常也称作参数估计。
参数估计根据所得出结论的方式不同有两种形式:点估计和区间估计。
假设检验就是对关于总体分布的一些数字特征或分布函数所做的假设进行检验,以判断其正确性。
假设检验也分为两类:一类是对总体分布的一些数字特征进行检验,称为参数假设检验;另一类是要求根据样本所提供的信息对关于分布函数的假设进行检验,此时只检验分布,而不对参数作检验,这称作非参数的假设检验。
非参数检验将在第六章进行讨论,本章着重讨论参数检验。
第一节点估计一、点估计的极大似然法这一个未知的常数。
我们根据抽样样本的观察值构造一个统计量x xn2,,,)来估计总体参数。
由于抽样的随机性,这样做必然会有误差产生。
这种误差就称为抽样误差。
极大似然法是一种对参数点估计的重要方法之一。
我们先用一个例子说明其原理。
例5-1。
设有一批产品,质量上分为正品与次品。
产品的次品率有两种估计:0.1和0.4,今随机抽样15件产品,发现只有一件是次品。
现根据这一抽样情况,来决定用哪一种次品率来估计更为可靠呢?记A =“抽取15件产品,只有一件是次品”,设抽得正品用X=0,抽得次品用X=1来表示。
6364A 发生的概率为:,则P(A)=()0914.×0.1=0.0229,则P(A)=()0614.×0.4=0.0003现在事件A 既然在一次观察中就发生了,直观地我们可以认为事件A 发生的概率P(A)不会小,故应选择使P(A)较大的次品率作为产品的次品率的估计更为可靠些。
由于0.0229>0.0003,故应选择0.1作为产品的次品率比选择0.4更可靠些。
把上例推广到一般的情形,我们就可以得到极大似然法的一般原理。
概率论中的估计和假设检验概率论是一个研究随机现象的数学学科,也是自然科学、工程技术和社会科学等领域的重要基础。
在概率论中,估计和假设检验是两个重要的问题,它们在实际应用中具有广泛的应用。
一、估计估计是指根据样本数据来推断总体参数的值。
在统计学中,参数是用来描述总体的一个或多个特征的数字。
比如,总体的均值、标准差、比例等都是参数。
而样本是从总体中抽取的一部分数据,样本统计量是根据样本数据计算出来的样本特征的数字,比如样本均值、样本标准差、样本比例等。
估计可以分为点估计和区间估计两种。
点估计是指用一个单一的数字来估计总体参数,比如用样本均值来估计总体均值,用样本比例来估计总体比例等。
区间估计是指估计总体参数的同时给出一个估计区间,区间内的值有一定概率包含总体参数的值,比如用置信区间来估计总体均值,可以给出一个概率,表示总体均值落在置信区间内的概率。
在实际应用中,用什么方法进行估计需要根据具体情况来确定。
如果总体分布已知,可以用经验分布函数或者正态分布等分布来进行估计。
如果未知,则需要采用不同的估计方法,比如最大似然估计、贝叶斯估计等方法。
二、假设检验假设检验是统计学中的另一个重要内容,它通过对样本数据的分析,对总体做一个假设,并根据样本数据对假设的真实性进行判断。
假设检验的目的在于确定样本数据是否符合某一假设,比如样本均值是否等于某个给定的值,样本比例是否达到某个水平等。
假设检验可以分为参数检验和非参数检验两种。
参数检验是指假设总体参数已知或者已经进行了估计,并用参数来表示总体的分布,比如正态分布、泊松分布等。
非参数检验是指不需要对总体分布进行假设,可以直接对样本进行分析,比如Wilcoxon秩和检验、Kolmogorov-Smirnov检验等。
假设检验中通常需要指定一个显著性水平,表示判断是否显著的标准。
显著性水平指的是拒绝原假设的概率,通常设定为5%或1%。
如果计算得到的p值小于显著性水平,则拒绝原假设,否则不拒绝。
数理统计学中的参数估计和假设检验在现代统计学中,参数估计和假设检验是非常重要的概念。
这些概念互相关联,但是又有不同的应用。
在此,我们将讨论这两个概念的基本原则以及它们在现实生活中的应用。
参数估计可以被描述为研究一组数据的基本特征。
通过这个过程,我们试图推断出这个数据集的平均值、标准差和其他的参数。
这些参数会充当我们对整个数据集的总体特征的代表,是基于样本数据和概率等数学方法来实现的。
数理统计学中有两种常见的参数估计方法:点估计和区间估计。
点估计法指的是通过现有的样本数据,确定整体数据集的一个参数值。
这个参数值是一个点,代表了这个总体数据的典型特征。
例如,一个统计学家可能会利用一个样本数据集的均值来估计整个数据集的均值。
这个方法非常简单,但是也有缺点,因为单个点可能不能完整地反映出整个总体的信息。
相对于点估计方法,区间估计法则是根据样本数据并结合概率论提供一个充分范围内的参数估计值。
以信心水平的方式,给出估计结果的范围和信心度。
这样的区间被称为可信区间,其中的参数值处于一定的置信度内,一般用百分之几的置信度表示。
例如,一个样本数据的均值在一定的置信度下是x到y之间的。
区间估计法是一种更加准确的方法,因为它允许我们知道参数值的变化范围,而不仅仅是一个单点。
但是,这种技术会带来更多的复杂性,需要一些基本的统计技能。
另一方面,假设检验则是一种帮助我们确定一个假设是否正确的方法。
这个方法通常用于对两个数据组的统计分析中,并且可以用于比较一个数据集的平均值是否等于一个已知的值。
简单说就是,假设检验能够让我们确定样本数据是否足够代表总体,并且也让我们确认样本数据能否代表以前的观测和研究。
在假设检验中,我们制定一个假设被称为研究假设,并组对比之前已知的信息,提出一个对立假设。
之后,我们会挑选一个随机样本并采取测量行动。
我们利用这个测量行动来确定样本数据是否属于已知的总体比例,或者是否对研究假设做出了支持。
如果样本数据足够代表总体,并且不同于已知的比例,则我们可以拒绝研究假设并接受对立假设。
概率与统计的推断参数估计与假设检验概率与统计是应用广泛的数学分支,可用于数据分析、决策制定和科学研究等领域。
在概率与统计的推断中,参数估计和假设检验是两个重要的技术。
本文将对这两个主题进行介绍,并探讨其在实际应用中的意义和应用示例。
参数估计是利用样本数据来推断总体参数的值。
在统计学中,总体是指研究对象的整体集合,而样本则是总体的一个子集。
通过对样本数据进行分析,我们可以推断出总体参数的估计值,并计算信度水平的置信区间。
参数估计的目标是通过样本数据对总体参数进行估计,并给出与之相对应的估计误差。
常见的参数估计方法包括点估计和区间估计。
点估计是用一个具体的数值来估计总体参数的值。
例如,我们可以通过样本均值来估计总体均值,通过样本比例来估计总体比例。
点估计提供了一个单一的估计值,但它并未告诉我们该估计值的准确性。
为了解决这个问题,区间估计应运而生。
区间估计是对总体参数的估计提供一个置信区间,该区间表示参数估计值的范围。
置信区间是通过样本数据和置信水平来计算的。
置信水平是一个概率值,表示在多次抽样中,样本估计值包含总体参数的概率。
常见的置信水平为95%和99%。
置信区间提供了估计值的精度信息,使我们能够对总体参数进行更准确的推断。
举个例子来说明参数估计的应用。
假设我们想知道某城市成年人的平均身高。
为了进行估计,我们随机抽取了100个成年人进行测量,并计算出样本的平均身高为165厘米。
我们可以使用该平均值作为总体平均值的点估计。
接下来,我们可以计算出一个95%的置信区间,该区间为(162,168)厘米。
这意味着我们可以有95%的置信度说,总体平均身高在162厘米到168厘米之间。
假设检验是用于检验一个总体特征是否符合我们的假设。
在假设检验中,我们提出一个零假设和一个备择假设。
零假设通常是我们希望证伪的假设,而备择假设则是与之相对的假设。
通过对样本数据进行分析,我们计算出一个检验统计量,并将其与一个临界值进行比较,以确定是否拒绝零假设。
统计学中的统计推断和假设验证统计学是一门研究如何收集、分析、解释和呈现数据的学科。
在统计学中,统计推断和假设验证是两个重要的概念和方法。
本文将分别介绍统计推断和假设验证,并探讨它们在实际应用中的意义和方法。
一、统计推断统计推断是指通过对样本数据的分析和推断,从而作出关于总体特征的结论。
统计推断主要包括参数估计和假设检验两个方面。
1. 参数估计参数估计是通过样本数据对总体未知参数的取值范围进行估计。
常见的参数估计方法有点估计和区间估计。
点估计通过单一的数值估计总体参数,如样本均值作为总体均值的估计量。
而区间估计则是给出一个区间,以一定的置信水平表示总体参数可能存在的范围,如置信区间。
2. 假设检验假设检验是用于检验某种假设在样本数据中是否得到支持的方法。
假设检验一般包括原假设和备择假设。
原假设是对总体参数或总体分布等的某种假设,备择假设则是对原假设的反面假设。
通过对样本数据进行统计计算,可以进行假设检验,并得出结论是否拒绝原假设。
二、假设验证假设验证是对统计推断中的假设进行验证的过程。
它是用于判断样本数据是否支持或拒绝原假设的方法。
1. 假设验证的步骤假设验证一般包括以下步骤:(1)建立假设:确定原假设和备择假设,并设定显著性水平。
(2)选择统计检验方法:根据样本数据的类型和要验证的假设,选择合适的统计检验方法。
(3)计算统计量:根据数据计算统计量的值。
(4)确定拒绝域:根据显著性水平和统计检验方法,确定拒绝原假设的临界值。
(5)做出决策:将计算得到的统计量与拒绝域进行比较,根据比较结果判断是否拒绝原假设。
2. 假设验证的意义假设验证是为了判断某个理论或主张是否符合实际情况的方法。
通过对样本数据进行假设检验,可以了解样本数据与总体特征之间是否存在显著差异,从而对总体进行推断。
假设验证的结果还可以为决策提供科学依据。
例如,在医学研究中,对药物疗效的假设验证可以帮助医生选择最合适的治疗方案。
三、统计推断和假设验证的应用统计推断和假设验证在各个领域都有广泛的应用。
统计推断与假设检验的方法与应用统计推断是统计学中重要的一部分,它提供了一种科学的方法来研究和推断总体的特征。
在实际应用中,统计推断经常用于对样本数据做出推断,如判断样本是否能代表整个总体或判断总体之间是否存在差异。
而假设检验是一种统计分析方法,用于对某一研究假设的真实性进行推理。
本文将介绍统计推断和假设检验的基本方法以及其在实际应用中的应用。
一、统计推断的基本方法1. 参数估计:参数估计是统计推断的一项基本任务。
当我们有一个样本时,可以根据样本数据推断总体的某个未知参数。
常见的参数估计方法包括点估计和区间估计。
点估计是通过样本数据得到总体参数的一个估计值,如样本均值作为总体均值的估计值;区间估计则是通过样本数据得到总体参数的一个区间估计,如置信区间。
2. 假设检验:假设检验是统计推断的另一个重要任务。
在假设检验中,我们根据样本数据对总体参数的假设进行推断。
通常假设检验分为零假设和备择假设,零假设表示我们要对其进行检验的假设,备择假设表示非零假设。
通过计算样本数据的统计量,我们可以比较统计量与理论值之间的差异,从而对假设的真实性进行推断。
二、假设检验的基本步骤1. 建立假设:在进行假设检验前,需要明确要检验的假设。
根据实际问题,我们可以建立零假设和备择假设。
零假设通常表示不存在差异、没有关联等情况,而备择假设则表示存在差异、存在关联等情况。
2. 选择显著性水平:显著性水平(significance level)是我们用来判断样本数据是否支持零假设的临界值。
常用的显著性水平有0.05和0.01。
选择显著性水平时需要考虑研究的实际需求和风险承受能力。
3. 计算统计量:选择适当的统计量,并根据样本数据计算统计量的值。
常见的统计量包括t值、F值、χ²值等,选择合适的统计量取决于具体问题和数据的性质。
4. 判断检验统计量与临界值的关系:将计算得到的检验统计量与对应显著性水平下的临界值进行比较。
如果统计量的值落在拒绝域内,即小于或大于临界值,则可以拒绝零假设,认为样本数据支持备择假设。
统计学中的参数估计与假设检验统计学是一门研究如何收集、整理、分析和解释数据的学科。
参数估计和假设检验是统计学中两个重要的概念和方法,用于推断总体参数和判断假设是否成立。
本文将详细介绍参数估计与假设检验的基本原理和应用。
一、参数估计参数估计是通过样本数据推断总体的未知参数。
在统计学中,总体是指研究对象的全体,而样本是从总体中抽取的一部分。
参数是总体的特征指标,例如均值、方差、比例等。
参数估计旨在通过样本数据对总体参数进行估计,并给出估计的精度。
参数估计分为点估计和区间估计两种方法。
点估计是通过样本数据计算得到的单个数字,用来估计总体参数的具体数值。
常见的点估计方法有最大似然估计、矩估计和贝叶斯估计等。
区间估计是通过样本数据计算得到的一个范围,该范围包含总体参数真值的概率较高。
置信区间是区间估计的一种形式,它可以用来描述估计值的不确定性。
二、假设检验假设检验是用于检验研究问题的特定假设是否成立的一种统计推断方法。
在假设检验中,我们提出一个原假设和一个备择假设,并根据样本数据对两个假设进行比较,进而判断原假设是否应该被拒绝。
原假设通常表示一种无关,即不发生预期效应或差异。
备择假设则表示研究者所期望的效应或差异。
在进行假设检验时,我们首先选择一个适当的统计检验方法,例如t检验、F检验或卡方检验等。
然后,计算出样本数据的检验统计量,并根据相关的分布理论和显著性水平进行推论。
最后,比较检验统计量与临界值,以决定是否拒绝原假设。
三、参数估计与假设检验的应用参数估计和假设检验在实际问题中有广泛的应用。
以医学研究为例,研究人员可能希望通过抽样来估计某种药物的有效剂量,并对药效进行假设检验。
在市场调研中,我们可以使用参数估计和假设检验来推断总体的需求曲线和做出市场预测。
在质量控制中,我们可以利用参数估计和假设检验来判断产品是否符合标准。
四、总结参数估计和假设检验是统计学中重要的方法,可以通过样本数据来推断总体参数和判断假设是否成立。