[Править]Вероятности ошибок (уровень значимости и мощность)

Вероятность ошибки первого рода при проверке статистических гипотез называют уровнем значимости и обычно обозначают греческой буквой   (отсюда название  -errors).

Вероятность ошибки второго рода не имеет какого-то особого общепринятого названия, на письме обозначается греческой буквой   (отсюда  -errors). Однако с этой величиной тесно связана другая, имеющая большое статистическое значение —мощность критерия. Она вычисляется по формуле  . Таким образом, чем выше мощность, тем меньше вероятность совершить ошибку второго рода.

Обе эти характеристики обычно вычисляются с помощью так называемой функции мощности критерия. В частности, вероятность ошибки первого рода есть функция мощности, вычисленная при нулевой гипотезе. Для критериев, основанных на выборке фиксированного объема, вероятность ошибки второго рода есть единица минус функция мощности, вычисленная в предположении, что распределение наблюдений соответствует альтернативной гипотезе. Для последовательных критериев это также верно, если критерий останавливается с вероятностью единица (при данном распределении из альтернативы).

В статистических тестах обычно приходится идти на компромисс между приемлемым уровнем ошибок первого и второго рода. Зачастую для принятия решения используется пороговое значение, которое может варьироваться с целью сделать тест более строгим или, наоборот, более мягким. Этим пороговым значением является уровень значимости, которым задаются при проверке статистических гипотез. Например, в случае металлодетектора повышение чувствительности прибора приведёт к увеличению риска ошибки первого рода (ложная тревога), а понижение чувствительности — к увеличению риска ошибки второго рода (пропуск запрещённого предмета).

20. Проверка гипотез о законе распределения. Критерий согласия «Хи–квадрат» Пирсона

Критерий Пирсона, или критерий χ² (Хи-квадрат) — наиболее часто употребляемый критерий для проверки гипотезы о законе распределения. Во многих практических задачах точный закон распределения неизвестен, то есть является гипотезой, которая требует статистической проверки.

Обозначим через X исследуемую случайную величину. Пусть требуется проверить гипотезу   о том, что эта случайная величина подчиняется закону распределения  . Для проверки гипотезы произведём выборку, состоящую из n независимых наблюдений над случайной величиной X. По выборке можно построить эмпирическое распределение  исследуемой случайной величины. Сравнение эмпирического распределения   и теоретического (или, точнее было бы сказать, гипотетического — то есть соответствующего гипотезе  ) распределения   производится с помощью специального правила — критерия согласия. Одним из таких критериев и является критерий Пирсона.

[Править]Статистика критерия

Для проверки критерия вводится статистика:

где   — предполагаемая вероятность попадения в  -й интервал,   — соответствующее эмпирическое значение,   — число элементов выборки из  -го интервала,   — полный объём выборки. Также используется расчет критерия по частоте, тогда:

где   — частота попадания значений в интервал. Эта величина, в свою очередь, является случайной (в силу случайности  ) и должна подчиняться распределению  .