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高中数学 怎样进行独立性检验(b版)解题方法谈

怎样进行独立性检验(B 版)
一、独立性检验的基本思想
独立性检验的基本思想类似于数学中的反证法.其目的是为了确认“两个分类变量有关系”这一结论成立的可信程度.它首先假设结论不成立,即“两个分类变量没有关系”成立,在该假设下,构造的随机变量2X 的值应该很小.如果由观测数据计算得到的2X 的观测值很大,则在一定程度上说明假设不合理.因此可以根据随机变量2X 的含义来确定该假设不合理的程度.如果2X >6.635,则说明该假设不合理的程度是99%,从而可认为“两个分类变量有关系”这一结论成立的可信程度为99%. 二、独立性检验的相关概念 1.2×2列联表
一般地,如果有两个分类变量X 和Y ,它们的值域分别是1212{}{}x x y y ,,,,它们的样本频数列联表(见下表)称为2×2列联表.
2. 2X 统计量
2X 统计量是统计学中的一个非常有用的统计量,它是根据概率的统计定义和事件的独
立性得到的,其计算公式是2
2
112212211212
()n n n n n n n n n ++++-=X .利用它的大小可以决定是否拒绝原来
的统计假设,如果计算出的2X 值较大,就拒绝假设;如果2
X 值较小,就接受假设. 3.临界值
通过对2
X 统计量分布和大量的试验数据的研究,已经得到了一些临界值,其中比较常用的有两个:3.841和6.635.在对具体问题进行独立性检验时,把计算出的2
X 值与以上两个临界值进行对比,从而确定两个事件的关系. 三、独立性检验步骤
使用2
X 统计量作2×2列联表的独立性检验的步骤是: (1)检查2×2列联表中的数据是否符合要求;
(2)由公式2
2
112212211212
()n n n n n n n n n ++++-=X 计算出2X 的值;
(3)将2X 的值与两个临界值进行对比,进而作出统计推断:如果计算出的2X >3.841,则有95%的把握说两个事件有关;如果计算出的2X >6.635,则有99%的把握说两个事件有关;如果计算出的2X ≤3.841,则认为两个事件是无关的. 四、独立性检验的应用举例
例1 运动员参加比赛前往往做热身运动,下表是一体育运动的研究机构对160位专业运动员追踪而得的数据,试问:由此数据,你认为运动员受伤与不做热身运动有关吗?
解:由2
2
112212211212
()n n n n n n n n n ++++-=X 2
160(19207645)38.97495656496⨯⨯-⨯=≈⨯⨯⨯.
因为38.974>6.635,所以有99%的把握说,运动员受伤与不做热身运动有关. 例2 某些行为在运动员的比赛之间往往被赋予很强的神秘色彩,如有一种说法认为,
在进入某乒乓球场比赛前先迈入左脚的运动员就会赢得比赛的胜利.某记者为此追踪了某著名乒乓球运动员在该球场中的308场比赛,获得数据如下表:
据此资料,你能得出什么结论?
解:由22
112212211212
()n n n n n n n n n ++++-=
X 2
308(178198427) 1.50220510326246⨯⨯-⨯=≈⨯⨯⨯。

. 因为1.502<3.384,所以我们认为先迈进左脚与否跟比赛的胜负是无关的. 五、注意事项
1.使用2
X 统计量作2×2列联表的独立性检验时,要求表中的四个数据都要大于5,因此在选取样本时一定要注意.
2.要注意独立性检验的结论与实际问题的差异,独立性检验的结论是一个数学统计量,它与实际问题的确定性是存在差异的.
3.独立性检验的结论不只是对样本成立,它对总体来说也是成立的,这体现了统计的意义.
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