- •Тема 5. Проверка статистических гипотез
- •5.1 Основные понятия, используемые при проверке гипотез
- •5.1.1 Статистические гипотезы
- •5.1.2 Уровень значимости и мощность критерия. Ошибки при проверке гипотез
- •5.1.3 Статистические критерии
- •5.1.3 Общая схема проверки гипотез
- •5.1.4 Односторонние и двусторонние критерии
- •5.2 Проверка однородности выборок в прикладных задачах
- •5.2.1 Однородность выборок
- •5.2.2 Независимость выборок
- •5.2.3 Параметрические и непараметрические гипотезы
- •5.3 Параметрические методы проверки однородности выборок
- •5.3.1 Традиционный метод проверки однородности двух независимых выборок (критерий Стьюдента)
- •5.3.2 Классические условия применимости критерия Стьюдента
- •5.3.3 Использование критерия Крамера-Уэлча при проверке равенства математических ожиданий двух независимых выборок
- •5.3.4 Сравнение среднего с нормативом (t-тест одной выборки)
- •5.3.5 Сравнение двух зависимых выборок при помощи t-критерия Стьюдента
- •5.4 Непараметрические методы проверки однородности выборок
- •5.5 Сравнение двух независимых выборок
- •5.5.2 Сравнение двух независимых выборок. Критерий серий Вальда—Вольфовица
- •X1, x2, x3, x4, x5 и y1, y2, y3, y4, y5, y6.
- •X1, x2, x3, x4, x5, y1, y2, y3, y4, y5, y6
- •X1, x2, y1, y3, x4, y2, y3, y4, y5, x5, y6.
- •5.5.3 Сравнение двух независимых выборок. Тест Колмогорова-Смирнова
- •5.6 Сравнение двух зависимых выборок
- •5.6.1 Сравнение двух зависимых выборок с использованием теста знаков
- •5.6.2 Сравнение двух зависимых выборок с использованием теста Уилкоксона (Вилкоксона)
- •5.7 Сравнение нескольких выборок
- •5.7.1 Сравнение нескольких независимых выборок. Критерий Крускала-Уоллиса
- •5.7.2 Сравнение нескольких зависимых выборок. Критерий Фридмана
- •5.8 Использование критерия согласия Пирсона
- •5.9 Проверка статистических гипотез применительно к таблицам сопряженности
- •Для уровней статистической значимости
- •Критические значения статистики Колмогорова-Смирнова
5.3.3 Использование критерия Крамера-Уэлча при проверке равенства математических ожиданий двух независимых выборок
Вместо критерия Стьюдента для проверки равенства мат. ожиданий целесообразно использовать критерий Крамера-Уэлча, который в отличие от критерия Стьюдента не требует для своего использования равенства дисперсий D(X)=D(Y). Применение критерия Крамера-Уэлча основано на статистике
.
Правило принятия решения для критерия Крамера-Уэлча выглядит так:
если |T|<то гипотеза однородности (равенства) математических ожиданий принимается на уровне значимости
если же |T|>то гипотеза однородности (равенства) математических ожиданий отклоняется на уровне значимости.
Эмпирическое значение критерия Крамера-Уэлча есть приближенное значение эмпирического значения t-критерия Стьюдента. В прикладной статистике наиболее часто применяется уровень значимости Тогда значение модуля статистикиТ Крамера-Уэлча надо сравнивать с граничным значением
5.3.4 Сравнение среднего с нормативом (t-тест одной выборки)
Этот тест позволяет выяснить, отличается ли среднее значение, полученное на основе данной выборки, от предварительно заданного контрольного значения.
Выдвигаются гипотезы
Вычисляется значение статистики t по формуле
, где
Значимость отличия среднего от заданного значения определяется на основании сравнения полученной статистики t с критической или в зависимости от полученной величины наблюдаемого уровня значимости. Если наблюдаемый уровень значимости меньше необходимого (например, 0,05), то считается, что среднее значение существенно отличается от нормативной величины.
5.3.5 Сравнение двух зависимых выборок при помощи t-критерия Стьюдента
Цель: определить, есть ли достоверные статистические различия между средними значениями генеральных совокупностей, из которых сформированы две исследуемые зависимые выборки.
Нулевая гипотеза: между средними значениями генеральных совокупностей, из которых сформированы две исследуемые зависимые выборки отсутствуют достоверные статистические различия (M1=M2)
Альтернативная гипотеза: между средними значениями генеральных совокупностей, из которых сформированы две исследуемые зависимые выборки есть достоверные статистические различия. Среднее значение первой выборки достоверно выше среднего значения второй выборки или среднее значение второй выборки достоверно выше среднего значения первой выборки.
Ограничения метода:
Каждое значение одной переменной, логически сопоставлено со значением другой переменной (признак измерен на одной и той же выборке дважды, выборки имеют одинаковый размер);
Данные двух выборок положительно коррелируют между собой;
Измеренные данные в выборках подчиняются закону нормального распределения или имеют достаточно большой объем (если требование не выполняется, в качестве альтернативы используют непараметрический T-критерий Вилкоксона).
,
где – средняя разность значений; – стандартное отклонение разностей, - размер выборки, число степеней свободы . Для определения уровня значимости используется таблица критических значений -критерия Стьюдента. В случае если эмпирическое≥критическое, то нулевая гипотеза о равенстве средних отклоняется на выбранном уровне статистической значимости.