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第四章 统计推断


一尾检验与两尾检验的步骤相同,不同的是一尾检 验将显著水平 的概率值放到一侧,而不是将其均分到 左、右两侧,因此实际上采用的假设检验临界值是 u2 和 t 2 。

在相同 水平下,一尾检验否定区范围大于两尾 检验,所以一尾检验更易否定H0(对差异识别能力强), 因此,选用一尾检验,应根据专业知识和试验目的来判 断是否有充足的依据。
统计上,把否定H0的概率标准叫显著水平。用 表示, 是个小概率,在生物学研究中,一般取0.05和0.01两个等级。 假设检验的步骤可概括为: (1)对样本所属总体提出无效假设H0,并设立备择假设HA; (2)确定检验的显著水平 ,在假定H0成立的前提下,根据 统计量的抽样分布,计算实得差异(表面效应)由抽样误差 造成的概率; (3)根据这个概率与显著水平 比较的结果,由小概率事 件实际不可能性原理进行差异显著性推断。 (4)根据统计推断结果,结合相应的专业知识,给出一个专 业的结论。


查附表得:P U 2.5 0.00621 ;故: P X 0 125 2 0.00621 0.0124
在总体平均数为2250g(在H0成立下),方差为62500g2 的正态总体中以样本容量为25进行抽样,抽得的一个样本 平均数与总体平均数相差125g以上,由抽样误差造成的概 率为0.0124。
总体 (N)
总体特征(参数)一般未知
统计推断 假设检验 (定性)
随机抽样 样本容量n 样本1 样本2 样本N
n
参数估计(定量) 样本特征(统计量)可知
样本3
图1 随机抽样和统计推断示意图
三、假设检验 1.假设检验的基本原理 我们结合一个实例说明统计假设检验的基本原理。 例如:将20只老鼠随机分为数目相等的两组,一组作对照 不注射催产素,另一组注射,然后在规定的时间内测定每 组各个体的血糖值。 假定测定的结果对照组平均值为:=109.17, 注射催产素组为:=106.88, 两样本平均数并不相等,其差值(表面效应)为: =109.17-106.88=2.29,
第二节 对单个和两个总体平均数的假设检验
一、单个平均数的假设检验
单个平均数的假设检验是检验一个样本所属的总体平 均数μ与一个特定总体平均数μ0间是否存在显著差异的一 种统计方法,也可理解为检验一个样本是否来自某一特定 总体的统计分析方法。根据统计假设检验的基本原理可知, 假设检验的关键是根据统计量的分布计算实得差异(表面 效应)由抽样误差造成的概率。
5.假设检验的两类错误
当原假设实际上是正确的,而依据某一样本作出拒绝愿假设的判 断,这就将正确的假设误认为是错误的,我们将这种“以真为假”的 错误称为弃真错误,习惯叫它第一类错误或I型错误。 犯这种错误的原因在于我们是根据小概率事件原理来确定否定域 进而进行推断的,但事实上小概率事件并不是绝对不发生,一旦发生 了就否定原假设,因而就犯了弃真错误。犯弃真错误错误的概率就等 于我们所规定的小概率,即显著性水平。 我们可以通过选择显著性 水平来控制犯弃真错误的概率。
抽样误差出现的概率可利用前面所介绍的抽样分布来 计算,这里只要设定一概率标准,例如,表面效应由误差 造成的概率不大于5%便可推断表面效应不大可能由误差 所引起
统计假设检验的基本原理:
是根据试验目的对要比较的总体提出假设, 先承认待检验的假设成立,然后观察在此假设前 提下样本的出现是否属于小概率事件,如果是小 概率事件,则有充分的理由怀疑或否定原假设, 反之则不能否定原假设。
在生物学研究中两尾检验应用最为广泛。
在假设检验中,只有一个否定域(一侧)的假设检 验叫一尾检验。即否定域在检验统计量抽样分布的 一侧.
H 0: 0;H A: 0(左尾或左侧检验)或 H 0: 0;H A: 0(右尾或右侧检验) 课本(P63 ): H 0: 0;H A: 0(左尾或左侧检验) 或H 0: 0;H A: 0(右尾或右侧检验)

相伴概率:是指在原假设成立时检验统计量观测 值以及所有比它更为极端的可能值出现的概率之 和,用P表示。
例如:在上述例子中,检验统计量U的观测值为2.5, 如果是右尾检验,相伴概率就是:P=P U >2.5 0.00621, 这说明这是个发生概率很小的事件,小于我们常用标准0.05 或0.01;如果是双尾检验,相伴概率就是:P=P U >2.5 P U 2.5 P U >2.5 0.0124,同样也是个很小的概 率。但如果是左侧检验,相伴概率就是:P=P U 2.5 0.9938;这就不是一个小概率事件。






62500 X 0 2375g; 2500 g n 25 X X X 0 2375 2250 125 U 2.50 X X 50 2500
2 X
2
X 0 125 P X 0 125 P 2.5 x 50 P U 2.5 2 P U 2.5
的总体均值之间存在极显著差异。
因此,假设检验步骤简写成:
1、建立假设; 2、计算检验统计量; 3、确定否定域(临界值),作出统计推断
4.两尾(双侧)检验和一尾(单侧)检验
既考虑左边否定域又考虑右边否定域,即考虑统计量 抽样分布曲线两侧(两个尾部)的检验称之为两尾检验。
H0: 0;HA: 0
2.统计假设检验基本步骤
例: 设某一肉用仔鸡常规饲养条件下50d体重的总 体平均值为: 0 =2250g,方差为: 2 =62500 g 2。从该群体中随机选择25羽初生雏鸡,在常规饲 养基础上添加某种中药添加剂饲养50d,测得该样本 平均值为: x =2375g,问添加中药添加剂是否对仔 鸡50d体重有影响? 假设检验的基本步骤为:

上例中 | u | 2.5,大于 u 0.05 = 1.96,所以u落在否定 区域内,但又小于 u 0.01 = 2.58,所以实得差异由误差造 成的概率在0.01~0.05间,“差异显著”。故否定 H0。 假设检验的第二步也可以不直接计算实得差异(表面 效应)由抽样误差造成的概率,而是用实得差异相对应的 检验统计量的值与假设检验的临界值比较,判断差异显著 性。方法如下:
(1)根据实际需要对未知或不完全知道的总体提出假设 无效假设H0:对需推知的总体参数提出的假设。(被直 接检验的假设称为原假设) 备择假设HA:在拒绝无效假设后可供选择的假设。
H0和HA是一对立事件,且构成完全事件系,即否定H0 就 意味着接受HA,接受H0 就意味着否定HA。 本例,无效假设H0为: 0 2250 ,即用中药饲养的25 羽雏鸡组成的样本所属的总体平均值与指定的正常饲养情况 下的总体平均值之间无实质差异。 备择假设HA为: 0 2250 ,即用中药作添加剂和不 用中药作添加剂,该肉鸡种50d体重的确存在着显著差异。
第四章 统计推断
第一节
统计推断的意义与原理
一、统计推断的意义和内容 统计推断,就是根据统计量的分布和概率理论,由样本 统计量来推断总体的参数。 统计推断包括统计假设检验和参数估计两部分内容。
统计假设检验又称显著性检验,它是根据某种实际需 要,对未知的或不完全知道的总体参数提出一些假设,然 后根据样本的实际结果和统计量的分布规律,通过一定的 计算,作出在一定概率意义下应当接受哪种假设的方法。 显著性检验的方法很多 ,常用的有t检验、F检验和2检验 等。尽管这些检验方法的用途及使用条件不同,但其检验 的基本原理是相同的。 参数估计包括两个方面,一是参数的点估计,二是参 数的区间估计。 二、统计量的抽样分布与统计推断的关系
(一)、总体方差已知时单个平均数的假设检验
当总体方差 2 已知时,根据样本平均数抽样分布的性 质,无论样本容量是大是小,均可用u分布计算实得差异 由抽样误差造成的概率,所以称u检验。
(2)在假定H0成立的前提下,根据统计量的抽样分布,计 算实得差异由抽样误差造成的概率。(构造合适的统计量)
就越大, X X X 发生的可能性就越小,说明抽样误差造成的概率就越小,计算 X 偏离
程度大小用P X 0 X i 0 表示。因此计算实得差异由抽样误差
另一种错误,原假设实际上是错的,而依据某一样本作出了接受 原假设的推断,也就是将错误的假设误认为是正确的,我们将这种“ 以假为真”的错误叫做纳伪错误,习惯叫它第2类错误或II型错误。 犯这种错误的原因是在原假设(错误的)下检验统计量抽样分布 的接受域与检验统计量的真实抽样分布发生部分重叠,当检验统计量 的取值落在了这个重叠的区域中时,我们将它当成了原假设下抽样分 布的抽样值。因而犯了纳伪错误。犯这种错误的概率等于真实抽样分 布中重叠部分的面积,用 表示。
1当 U
u0.05时,P 0.05,统计假设检验接受H 0,即要比较的
总体均值之间无显著差异。
2 当u0.05 U 3 当 U
u0.01时, P 0.05,假设检验否定H 0,接受H A, 0.01
即要比较的总体均值之间存在显著差异。 u0.01时,P 0.01,假设检验否定H 0,接受H A,即要比较
在H0成立的前提下,根据统计量的分布,计算实得 差异(表面效应)由抽样误差造成的概率大于0.05,则实 得差异(表面效应)由抽样误差造成的可能性较大,没有 理由认为实得差异(表面效应)由两总体平均值不同而造 成,检验的结果应当接受H0,两个总体平均值“差异不显 著”;如果实得差异(表面效应)由抽样误差造成的概率 在0.01~0.05之间,表示两个总体平均值“差异显著”, 应否定H0,接受HA;如果其概率值小于0.01,同样否定 H0,接受HA,表示两总体间存在“极显著差异”。
(3)根据小概率事件实际不可能性原理判断是否 接受H0
本例,在假定H0成立的前提下,经计算一个样本平 均数与总体平均数相差125以上,这一事件由抽样误差造 成的概率为0.0124,小于0.05,所以是一个小概率事件, 根据小概率事件实际不可能性原理,可以获得如下结论:
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