第四章第四次课 样本频率的假设检验
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生物统计学姓名:班级:学号:第一章概论一、填空1 变量按其性质可以分为_______变量和_______变量。
2 样本统计数是总体_______的估计量。
3 生物统计学是研究生命过程中以样本来推断_______的一门学科。
4 生物统计学的基本内容包括_______、_______两大部分。
5 统计学的发展过程经历了_______、_______、_______3个阶段。
6 生物学研究中,一般将样本容量_______称为大样本。
7 试验误差可以分为_______、_______两类。
二、判断()1 对于有限总体不必用统计推断方法。
()2 资料的精确性高,其准确性也一定高。
( ) 3 在试验设计中,随机误差只能减少,而不可能完全消除。
()4 统计学上的试验误差,通常指随机误差。
三、名词解释样本总体连续变量非连续变量准确性精确性第二章试验资料的整理与特征数的计算一、填空1 资料按生物的性状特征可分为_______变量和_______变量。
2 直方图适合于表示_______资料的次数分布。
3 变量的分布具有两个明显基本特征,即_______和______。
4 反映变量集中性的特征数是_______,反映变量离散性的特征数是_______。
5 样本标准差的计算公式s=_______。
二、判断( ) 1 计数资料也称连续性变量资料,计量资料也称非连续性变量资料。
( ) 2 条形图和多边形图均适合于表示计数资料的次数分布。
()3 离均差平方和为最小。
()4 资料中出现最多的那个观测值或最多一组的中点值,称为众数。
()5 变异系数是样本变量的绝对变异量。
三、名词解释资料数量性状资料质量性状资料计数资料计量资料普查抽样调查全距(极差)组中值算数平均数中位数众数几何平均数方差标准差变异系数四、单项选择( )1 下面变量中属于非连续性变量的是_______。
A 身高 B 体重 C 血型 D 血压( )2 对某鱼塘不同年龄鱼的尾数进行统计分析时,可做成_______图来表示。
高级生物统计学课程学习总结摘要:经过一学期对生物统计学的学习,我对生物统计学有了进一步的理解。
本文主要讲述了本学期学习生物统计之后,我对生物统计学的收获和体会。
关键词:生物统计学收获体会学习了黄老师讲授的《高级生物统计学》这门课程,我觉得自己又收获了不少。
经过一学期对生物统计学的学习,我对生物统计学有了进一步的理解。
虽说我的专业是课程与教学论,对生物统计学知识的运用较少,但我深信,于我自身,它将起到不可估量的作用。
下面主要谈谈我对这门课程的理解与感悟。
1.对生物统计学的认识1.1生物统计学的概念生物统计学是一门以概率理论为基础的,实际应用性非常强的综合性的学科。
它运用概率论与数理统计的原理和方法处理生物学中的各种数量资料,从而透过现象揭示生物学本质的一门科学,是科学研究与实践应用的基础工具。
它是研究如何搜集、整理、分析反映整体信息的数字资料,并以此为依据,推断总体特征,然后用生物学的语言加以描述的工具。
从生物统计学的概念我们不难看出,生物统计是要我们根据部分所反映出来的性质,推断总体的性质,在推断的过程中,不可避免的会有一定的出错概率,我们只是选择不同的分析方法将这一概率降到最低。
它不仅为我们提供了设计试验,获取资料的方法,还提供了整理资料,最后得出科学结论的方法。
因此,学好生物统计对我们以后设计试验,分析试验数据,得出科学而精简的结论有很大帮助。
1.2生物统计学的重要性统计学在生物学中的应用已有长远的历史,许多统计的理论与方法也是自生物上的应用发展而来,而且生物统计是一个极重要的跨生命科学各研究领域的平台。
随着基因组学、蛋白质组学与生物信息学的蓬勃发展,使得生物统计在这些突破性生物科技领域上扮演着不可或缺的角色。
,生物统计学在这些领域被广泛应用,并显得日益重要。
生物统计学是生物领域学生应具备的基本知识和素质,与生命活动有关的各种现象中普遍存在着随机现象,大到整个生态系统,小到核苷酸序列,均受到许多随机因素的影响,表现为各种各样的随机现象,而生物统计学正是从数量方面揭示大量随机现象中存在的必然规律的学科。
第四章 统计推断(Statistical inference )生物统计学研究的基本问题是总体与样本间的关系,即生物特性与实验数据间的关系,二者的关系包括两个方面:(1)抽样分布:已知总体,研究从中抽取样本的的分布规律(第三章),即抽样分布问题。
(2)统计推断:由样本推断总体(包括不同样本间)。
第二章介绍了样本资料的整理和描述,本章将讨论用样本推断总体,就是根据这些理论分布由一个样本或一系列样本所得的结果来推断总体的特征,以及推断正确的概率。
第一节 假设检验的原理与方法一、假设检验的概念在生物学试验和研究中,当进行检验一种试验方法的效果、一个品种的优劣、一种药品的疗效等试验时,所得试验数据往往存在着一定差异,这种差异是由于随机误差引起的,还是由于试验处理的效应所造成的呢?例如,在同一饲养条件下喂养甲、乙两品系的肉鸡各20只,在二月龄时测得甲系的平均体重为1.5kg ,乙系的平均体重为1.4kg ,甲、乙相差0.1kg 。
这个0.1kg 的差值,究竟是由于甲、乙两系来自两个不同的总体,还是由于抽样时的随机误差所致?因为试验结果中往往是处理效应和随机误差混淆在一起,从表面上是不容易分开的,因此必须通过概率计算,采用假设检验的方法,才能作出正确的推断。
假设检验就是根据总体的理论分布和小概率原理,对未知或不完全知道的总体提出两种彼此对立的假设,然后由样本的实际结果,经过一定的计算,作出在一定概率意义上应该接受的那种假设的推断。
如果抽样结果使小概率发生,则拒绝假设,如抽样结果没有使小概率发生,则接受假设。
生物统计学中,一般认为小于0.05或0.01的概率为小概率。
通过假设检验,可以正确分析处理效应和随机误差,作出可靠的结论。
二、假设检验的步骤 (一)提出假设无效假设,或零假设(Null Hypothesis )记作Ho 。
无效假设指处理效应与总体参数(或样本与总体、两样本)之间没有真实的差异,试验结果中的差异乃误差所致。
高中数学知识点总结概率与统计中的抽样与统计推断之假设检验与置信区间在概率与统计中,抽样与统计推断是一种重要的方法,用于从样本中推断总体的特征。
假设检验与置信区间是抽样与统计推断中常用的两种技术。
本文将对这两个概念进行深入探讨,并介绍其应用。
一、假设检验假设检验是一种基于抽样数据进行强有力的推断的方法,它主要用于判断某项待测事物是否具有某种特征。
假设检验的基本思想是基于已知的抽样数据,对假设进行推断,得出结论。
1. 假设检验的基本步骤(1)提出假设:假设检验的第一步是明确研究的目的,提出原假设(H0)和备择假设(H1)。
(2)确定显著性水平:显著性水平(α)是判断拒绝原假设的标准,通常取0.05或0.01,具体根据实际需求确定。
(3)选择检验统计量:根据假设提出,选择合适的检验统计量,常见的包括t统计量、卡方统计量等。
(4)计算检验统计量的观测值:利用样本数据计算出检验统计量的观测值。
(5)确定拒绝域:根据显著性水平确定拒绝域,即当观测值落入拒绝域时,拒绝原假设。
(6)作出结论:根据观测值是否落入拒绝域,作出相应的结论,并对研究进行解释。
2. 举例说明假设有一批产品,我们想要判断其平均寿命是否满足要求。
原假设为平均寿命满足要求,备择假设为平均寿命不满足要求。
我们从中随机抽取一些产品进行寿命测试,并根据样本数据进行假设检验。
根据样本数据计算得出的观测值落入拒绝域时,我们可以拒绝原假设,认为产品的平均寿命不满足要求。
否则,我们无法拒绝原假设,认为产品的平均寿命满足要求。
二、置信区间置信区间是对总体参数(如总体均值、总体比例等)的估计范围的一个区间,可以理解为参数的一个可信范围。
置信区间的估计方法可以基于抽样数据进行计算。
根据统计原理,一般情况下置信区间会围绕着样本的估计值进行。
置信区间的确定需要考虑置信水平和样本量两个因素。
1. 置信区间的计算方法通常情况下,我们使用正态分布、t分布等来计算置信区间。
教学内容与组织安排:通过回顾上次课讲授的平均数检验引出本次课教学内容。
第三节 样本频率的假设检验要求掌握一个样本频率的假设检验和两个样本频率的假设检验的使用方法及适用条件,检验程序中应注意的问题。
在生物学研究中,有许多数据资料是用频率或百分数、成数表示的。
当总体或样本中的个体分属两种属性,如药剂处理后害虫的死与活、种子的发芽与不发芽、动物的雌与雄等,类似这些性状组成的总体通常服从二项分布,因此称为二项总体,即由“非此即彼”性状组成的个体组成的总体。
有些总体中的个体有多个属性,但可根据研究目的经过适当的统计处理分为“目标性状”和“非目标性状”两种属性,也可看作二项总体。
在二项总体中抽样,样本中的“此”性状出像的情况可用次数表示,也可用频率表示,因此频率的假设检验可按二项分布进行,即从二项式(p+q )n 的展开式中求出“此”性状频率p 的概率,然后作出统计推断。
但是,如果样本容量n 较大,0。
1≤p ≤0。
9时,n p 和 n q 又均不小于5,(p+q )n 分布就趋于正态分布,因而可将频率资料作正态分布处理,从而作出近似的检验。
一、一个样本频率的假设检验当 np 或 nq<5,由二项式 (p+q)n 展开式直接检验例:孵化小鸡的概率表(p= 0.90 q=0.10)概率函数 Cnxpxqn-x P(x)P(0) C50p0q5 0.00001P(1) C51p1q4 0.00045P(2) C52p2q3 0.0081P(3) C53p3q2 0.0729P(4) C54p4q1 0.32805P(5) C55p5q0 0.59049可以得出:P(0)或P(1)或P(2) < 0.05,差异显著;P(3)或P(4)或P(5) > 0.05,差异不显著当 np 和 nq > 30,近似正态分布,可进行正态检验( u 检 验 )当 5<np 或 nq<30由于二项总体的百分数(频率)是由某一属性的个体计算来的整数,所以是离散型的。
教学内容与组织安排:通过回顾上次课讲授的平均数检验引出本次课教学内容。
第三节样本频率的假设检验
要求掌握一个样本频率的假设检验和两个样本频率的假设检验的使用方法及适用条件,检验程序中应注意的问题。
在生物学研究中,有许多数据资料是用频率或百分数、成数表示的。
当总体或样本中的个体分属两种属性,如药剂处理后害虫的死与活、种子的发芽与不发芽、动物的雌与雄等,类似这些性状组成的总体通常服从二项分布,因此称为二项总体,即由“非此即彼”性状组成的个体组成的总体。
有些总体中的个体有多个属性,但可根据研究目的经过适当的统计处理分为“目标性状”和“非目标性状”两种属性,也可看作二项总体。
在二项总体中抽样,样本中的“此”性状出像的情况可用次数表示,也可用频率表示,因此频率的假设检验可按二项分布进行,即从二项式(p+q)n的展开式中求出“此”性状频率p的概率,然后作出统计推断。
但是,如果样本容量n较大,0。
1≤p≤0。
9时,n p和n q又均不小于5,(p+q)n分布就趋于正态分布,因而可将频率资料作正态分布处理,从而作出近似的检验。
一、一个样本频率的假设检验
当 np 或 nq<5,由二项式 (p+q)n展开式直接检验
例:孵化小鸡的概率表(p= 0.90 q=0.10)
概率函数 Cnxpxqn-x P(x)
P(0) C50p0q5 0.00001
P(1) C51p1q4 0.00045
P(2) C52p2q3 0.0081
P(3) C53p3q2 0.0729
P(4) C54p4q1 0.32805
P(5) C55p5q0 0.59049
可以得出:P(0)或P(1)或P(2) < 0.05,差异显著;P(3)或P(4)或P(5) > 0.05,差异不显著
当 np 和 nq > 30,近似正态分布,可进行正态检验( u 检验)
当 5<np 或 nq<30
由于二项总体的百分数(频率)是由某一属性的个体计算来的整数,所以是离散型的。
当样本不太大时,把它当作连续型的近似正态总体来处理,结果会有些出入,容易发生第一类错误。
补救的办法时仍按正态分布的假设检验计算,但必须进行连续性矫正,即随机变量所落的区间+0.5,如一个样本由 np--np矫正为|np—np|-0.5。
在经连
续型校正之后所作的推断其准确性不亚于2×2列联表。
1、一个样本频率的假设检验
适用范围:检验一个样本频率(记为)和某一理论值或期望值p 的差异显著性。
在二项分布中,事件A发生的频率x/n称为二项成数,即百分数或频率。
则二项成数的平均数和标准差分别为:
也称为二项总体成数的标准误,当p 未知时,常以样本百分数来估计。
此时上式改写为:
=
称为样本成数标准误。
样本频率的标准误其中 q = 1-p
1、当 np 和 nq > 30,不需连续性矫正,则u值为:
2、当 5<np 或 nq<30时,需要进行连续性矫正,u c值为:
如果np<30,因0<p<1,所以n<30
例:有一批蔬菜种子的平均发芽率为0.85,现随机抽取500粒,用种衣剂进行浸种处理,结果有445粒发芽,检验种衣剂对种子发芽有无效果?
分析:(1)一个样本频率的假设检验;
(2) np 和 nq > 30 ,无需连续矫正,用u检验;
(3)不知使用种衣剂的发芽率是高是低,用双尾检验。
(1)假设
H0:p=0.85
即用种衣剂浸种后的发芽率仍为0.85; HA:p≠0.85
(2)水平
选取显著水平α=0.05
(3)检验
u >1.96,P<0.05
(4)推断
在0.05显著水平上,否定H0,接受HA;
认为种衣剂浸种能够显著提高蔬菜种子的发芽率。
例:规定种蛋的孵化率>0.80为合格,现对一批种蛋随机抽取100枚进行孵化,结果有78枚孵出,问这批种蛋是否合格?
分析:(1)一个样本频率的假设检验;
(2) np 和 nq > 5 ,但nq <30,需要进行连续矫正,由于n >
30,用u检验;(3)只有孵化率≤ 0.80,才认为是不合格,故
采用单尾检验。
1假设
H0:p≤ 0.80,即该批种蛋不合格。
HA:p>0.80
2水平
选取显著水平α=0.05
3检验:
u c <1.645,P>0.05
4推断;在0.05显著水平上,接受H0,否定HA;认为这批种蛋不合格。
二、两个样本频率的假设检验
适用范围:检验两个样本频率和差异的显著性。
一般假定两个样本的方差是相等的,即
两个样本频率差数的标准误
H0: p1 = p2= p,q1=q2=q
在总体p1和p2未知,假定条件下,可用两样本频率的加权平均值作为对p1和p2的估计,即:
当n1= n2=n时
1、当np 和nq > 30,不需连续性矫正,用u检验:
在H0: p1 = p2下,
2、当5 < np 或nq < 30,需进行连续性矫正,如果n > 30 ,用u检
验:
在H0: p1 = p2下
2、当5 < np 或nq < 30,需进行连续性矫正,如果n < 30 ,用t检
验:
在H0: p1 = p2下,
例:研究地势对小麦锈病发病的影响,低洼地麦田378株,其中锈病株342株,高坡地麦田396株,其中锈病株313株,比较两块麦田锈病发病率是否有显著性差异。
分析:(1)2个样本频率的假设检验;
(2) np 和 nq > 30 ,无需连续矫正,用u检验;
(3)事先不知两块麦田的锈病发病率孰高孰低,用双尾检验。
1假设:
H0: p1=p2 即两块麦田锈病发病率没有显著差异。
HA: p1 ≠ p2
2水平
选取显著水平α=0.01
3检验:
u>2.58,P<0.01
4推断:在0.01显著水平上,否定H0,接受HA;认为两块麦田锈病发病率有极显著差异,即地势对小麦锈病的发生有极显著影响作用,低洼地小麦锈病的发病率极显著高于高坡地。
例:某鱼场发生了药物中毒,抽查甲池中的29尾鱼,有20尾死亡抽查乙池中的28尾鱼,有21尾死亡。
检验甲、乙两池发生药物中毒以后,鱼的死亡率是否有显著性差异。
分析:(1)2个样本频率的假设检验;
(2) 5 < np 和nq < 30 ,需进行连续矫正,因n1<30,n2<30,用t检验;
(3)事先不知两池鱼的死亡率孰高孰低,用双尾检验。
1假设:
H0: p1=p2 即甲乙两池鱼的死亡率没有显著差异
HA: p1 ≠ p2
2水平:选取显著水平α=0.05
3检验:
df=29+28-2=55 t 0.05(55) = 2.004, t c <t 0.05(55)
4推断:在0.05显著水平上,接受H0,否定HA;认为发生药物中毒后,甲、乙两鱼池鱼的死亡率没有显著差异。