假设检验的框架
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本单元目标
- 能按顺序说明假设检验的步骤,从提出原假设一直到判断是否拒绝。
- 能说明显著性水平表示的是什么概率,以及应当在什么时候定下来。
- 能根据原假设的实际情况与所作判断的组合,区分第一类错误和第二类错误。
术语总表(4 个)
术语
假设检验(仮説検定)是利用样本数据,依据概率来判断能否否定某个关于总体的假设的方法。
首先,提出想检验能否被否定的假设(原假设,例如“两个卖场的平均消费金额没有差异”),以及与之相反的备择假设。接着,假如原假设成立,用概率表示样本结果有多难出现;若低于事先定好的分界(显著性水平),就拒绝(否定)原假设、采纳备择假设。即使没能拒绝,也不等于证明了原假设正确,结论只能停留在“不能说存在差异”。
类比这就像刑事审判:先假定被告无罪,只有在证据强到用这个假定难以解释时,才判定有罪。证据不足、无法定罪时,也不代表被告的清白得到了证明,这一点同样相似。
记法帰無就是“归于无”。它是预料会被否定才提出的假设,因此得了这个名字。
考点
- 易混假设检验(仮説検定)的结论是基于样本的概率性判断,所以即使完全按步骤进行,也可能得出错误的结论。
显著性水平(有意水準)是决定是否拒绝原假设的分界概率,要在进行检验之前定好。
常用的值有 5% 或 1%;假如原假设成立,样本结果或更极端的结果出现的概率低于这个值时,就认为“难以用偶然来解释”而拒绝原假设。显著性水平同时也是一个界限,决定能容许多大的概率去拒绝实际上正确的原假设。设得越小,拒绝的条件就越严格。
类比它像一条事先划好的及格线:“比这更罕见的事,就不当作偶然。”如果看到结果后再挪动这条线,判断就会变得随心所欲。
记法有意是指“有着无法用偶然打发掉的意义”。低于分界的结果被称为“显著差异”(有意な差)。
考点
- 易混显著性水平(有意水準)并不表示原假设(帰無仮説)正确的概率。它是为了判断是否拒绝而事先定下的分界。
第一类错误(第1種の誤り)是指原假设实际上正确,却把它拒绝了的错误。
相当于本来没有差异,却得出“有差异”的结论。这种错误发生的概率被控制在检验前定好的显著性水平以内。例如,新广告其实没有效果,却因为看到销售额碰巧上升的样本而判断“有效果”,就属于这种情况。
类比就像一个健康的人在体检中被判定为“需要进一步检查”。明明什么问题都没有,却被说成有异常,这就是这类失误。
记法别名“慌张者的错误”(あわてものの誤り)。可以联想成慌慌张张地喊出“有差异”。
第二类错误(第2種の誤り)是指原假设实际上错误,却没有拒绝、把它放过了的错误。
相当于本来存在差异,却得出“不能说有差异”的结论。例如,新教材其实有效果,但收集的样本太少,差异显现不出来,于是漏掉了这个效果,就属于这种情况。在其他条件相同时,样本越大,这种错误越不容易发生。
类比就像一个已经开始生病的人在体检中被判定为“没有异常”。这是把正在发生的变化看漏了的失误。
记法别名“迷糊者的错误”(ぼんやりものの誤り)。可以联想成迷迷糊糊地看漏了本该存在的差异。
考点
- 易混第一类错误(第1種の誤り)是拒绝了正确的原假设(帰無仮説),第二类错误(第2種の誤り)是没有拒绝错误的原假设,区分的关键在于是否作出了拒绝(棄却)。
要点
- 假设检验是在假定原假设成立的前提下,用概率表示样本结果有多难出现,再与显著性水平比较,决定是否拒绝。
- 显著性水平是在检验前定好的分界,表示能容许多大的概率去拒绝正确的原假设。
- 没能拒绝原假设,并不能证明原假设是正确的。
- 样本大小不变时,调小显著性水平来减少一种错误,另一种错误就容易增加。
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