统计学之假设检验的原理

最近更新:2019-01-06

1.假设检验的原理

假设检验是除了参数估计的,另一种统计推断方法.

主要是两点:小概率思想+反证法

1.1小概率思想

小概率思想是指小概率事件,在一次试验中几乎是,不可能发生的.



具体理解如下:

  • 首先我们需要对总体做出某种假设,然后抽样得到样本,对样本观察结果:
    • 如果小概率事件没有发生,我们就接受原假设,
    • 如果小概率事件发生了,说明原假设不成立,我们就拒绝原假设

1.2反证法

1)普通逻辑的基本思路,具体如下:


你打了某种疫苗P,就不会得某种流行病Q


这里用到的逻辑是:如果P,则非Q(其中,P表示打了疫苗,Q表示得了流行病)

2)反证法用到的是它的逆否命题:如果Q,则非P


如果观察到你得了流行病Q,那么就可以推出你没有打寝苗P


如果用统计语言,是这样描述上述问题的,具体如下:


【原假设1】:你打了寝苗
【备择假设】:你没有打寝苗


在这个过程中,如果我们观察到你得了流行病那就有95%,的把握判定你没有打寝苗这就是反证法的基本原理

1.3两个案例

以下是了解假设检验的2个原理,具体如下:

1.3.1案例1

有一枚硬币,在一次试验中投掷了100次,结果得到95次正面,5次反面.

我们通过假设检验的方法论证下:这枚硬币是否是均匀的

具体解析如下:
1)首先,做出原假设和备择假设:

  • 原假设H:硬币是均匀的
  • 备择假设H1:硬币不是均匀的

2)其次:分析假设是否成立:
如果硬币是均匀的,就不太可能发生题目中这种极端情况但试验结果确实发生了,也就是小概率事件发生了所以我们有把握判定:硬币不是均匀的

3)最后:得出结论
拒绝原假设,接受备择假设(即硬币不是均匀的)

小案例:
另外,在100次投掷实验中,如果观察到60个正面,40个反面(NOT Q)这时你就不好下结论了.

因为一个均匀的硬币可能投出这样的结果,个有偏的硬币也可能投出这样的结果.

小总结:
你只能说,如果实验结果是这样的,那就没有把握拒绝原假设,这枚硬币是否有偏,需要更多的证据来证明.比如再投1000次验证硬币是否有偏.

1.3.2案例2

某药厂声称自己生产的一款药可以让夫妻怀上女孩的概率上升到80%,
假设我们有100对想要生女孩的夫妻,都服用了这款药.假设这款药没有效果(也就是吃了这个药对他们生男孩还是女孩没有影响).这100对夫妻生了多少女孩才符合假设内容呢?(假设一对夫妻只生一名孩子)
A:52名女孩
B:97名女孩

解析:

一般情况下,生女孩的概率是50%,100对夫妻理论上会生50名女孩。

  • A选项52名与50比较接近,发生的概率很大;
  • 但如果是97名女孩的话这种情况发生的概率很小,我们认为不会发生;
  • 如果真发生了,我们就可以判断之前的假设是错误的;
  • 也就是“这款药没有效果”这个假设不成立,即认为这款药有效果.

所以最终我们选择A:100对夫妻生了52名女孩,我们才能说这款药没有效果.

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