Statistik 2: Inferens Statistik: pek ulang kaji kilat

Lembaran formula, langkah kaedah utama untuk setiap topik dan 10 soalan latihan, dengan penyelesaian penuh di bahagian belakang.

Soalan baharuKembali ke kursus

Dalam tetingkap cetak, pilih “Simpan sebagai PDF” untuk menyimpan salinan pada peranti anda.

1Formula dan kaedah

Taburan normal

Skor-z
z = (x − μ)/σ
Di bawah x
P(X < x) = Φ(z)
Di atas x
P(X > x) = 1 − Φ(z)
Antara
Φ(z2) − Φ(z1)
Persentil
x = μ + z·σ

Kaedah

  1. Tukar nilai kepada skor-z: z = (x − μ)/σ.
  2. Cari Φ(z), luas di sebelah kiri z.
  3. Untuk luas di sebelah kanan gunakan 1 − Φ(z); untuk satu selang tolak dua luas sebelah kiri.
  4. Untuk persentil, bekerja ke belakang: cari z untuk luas itu, kemudian x = μ + z·σ.

Selang keyakinan

σ diketahui
x̄ ± z·σ/√n
σ tidak diketahui
x̄ ± t·s/√n, df = n − 1
z genting
90%: 1.645, 95%: 1.96, 99%: 2.576
Saiz sampel
n = (z·σ/E)², rounded up

Kaedah

  1. Tentukan antara z (σ populasi diketahui) dan t (hanya s sampel, dengan n − 1 darjah kebebasan).
  2. Cari nilai genting untuk aras keyakinan.
  3. Margin ralat: E = nilai genting × sisihan piawai/√n.
  4. Selang: x̄ ± E.

Ujian hipotesis & selang keyakinan

Ujian-z untuk min
z = (x̄ − μ0)/(σ/√n)
Ujian-t untuk min
t = (x̄ − μ0)/(s/√n), df = n − 1
Dua hujung pada 5%
tolak H0 jika |z| > 1.96
Selang keyakinan
x̄ ± z·σ/√n

Kaedah

  1. Nyatakan H₀ dan H₁ dan tentukan sama ada ujian itu satu hujung atau dua hujung.
  2. Kira statistik ujian: (x̄ − μ₀)/(σ/√n), atau dengan s dan t.
  3. Bandingkan dengan nilai genting, atau cari nilai-p.
  4. Tolak H₀ jika statistik melepasi nilai genting (p di bawah α), dan nyatakan kesimpulan dengan perkataan.

Regresi linear & korelasi

Hasil tambah kuasa dua
Sxx = Σ(x − x̄)² = Σx² − (Σx)²/n, Sxy = Σxy − ΣxΣy/n
Kecerunan
b = Sxy/Sxx
Pintasan
a = ȳ − b·x̄
Korelasi
r = Sxy/√(SxxSyy)
Reja
e = y − ŷ

Ujian khi kuasa dua

Statistik ujian
χ² = Σ(O − E)²/E
Kebagusan penyuaian
E = n·p, df = k − 1 − (estimated parameters)
Kebebasan
E = row total × column total / grand total, df = (r − 1)(c − 1)
Nilai genting (α = 0.05)
df 1: 3.841, 2: 5.991, 3: 7.815, 4: 9.488
Keputusan
tolak H0 jika χ² > χ²crit

2Soalan latihan

1.Taburan normalSederhana
242.75252.75P = ?

berat beg bertaburan normal dengan min 250 g dan sisihan piawai 5 g. Berapakah pecahan yang terletak antara 242.75 dan 252.75 g? Berikan P sebagai perpuluhan.

μ = 250σ = 5x1 = 242.75x2 = 252.75
P =
2.Taburan normalSukar
μ = 500x = ?75%

hayat bateri bertaburan normal dengan min 500 h dan sisihan piawai 40 h. Cari nilai x yang di bawahnya terletak 75% daripadanya (persentil ke-75).

μ = 500σ = 40P = 75%
x = h
3.Selang keyakinanSederhana
μ₁ − μ₂0L = ?Ux̄₁ − x̄₂E90%

Hayat bateri dua model telefon dibandingkan. Model 1: 50 telefon, min 64 j, sisihan piawai diketahui 7 j. Model 2: 100 telefon, min 79 j, sisihan piawai diketahui 18 j. Cari had bawah selang keyakinan 90% untuk μ₁ − μ₂.

n₁ = 50x̄₁ = 64 hσ₁ = 7 hn₂ = 100x̄₂ = 79 hσ₂ = 18 h90%
had bawah = h
4.Selang keyakinanSukar
p ≈ 0.8, n = ?p̂ − Ep̂ + Ep̂E = 0.0195%

Satu kajian rintis mencadangkan bahawa kira-kira 0.8 produk adalah cacat. Berapa banyak produk n yang mesti diperiksa supaya selang keyakinan 95% bagi perkadaran mempunyai margin ralat selebar-lebarnya 0.01?

p ≈ 0.8E = 0.0195%
n =
5.Ujian hipotesis & selang keyakinanSederhana
−2.3062.306t = ?df = 8

9 pekerja mengambil ujian menaip sebelum dan selepas kursus latihan. Bagi setiap orang beza d = selepas − sebelum (perkataan seminit) direkodkan. Min beza ialah −5.16 dan sisihan piawai beza ialah 4.3. Cari statistik ujian berpasangan t bagi H₀: μd = 0.

n = 9d̄ = −5.16sd = 4.3
t =
6.Ujian hipotesis & selang keyakinanSukar
σ = 10, n = ?x̄ − Ex̄ + Ex̄E = 195%

Seberapa besarkah sampel mesti supaya selang keyakinan 95% bagi min mempunyai margin ralat paling banyak 1? Sisihan piawai ialah 10. Cari saiz sampel terkecil n.

σ = 10E = 195%
n =
7.Regresi linear & korelasiSederhana
xy35557278699211100xy5106080100

Jadual memberikan 5 pasangan cerapan bagi x = jam belajar dan y = skor peperiksaan. Hasil tambahnya diberikan. Cari pekali korelasi Pearson r daripada hasil tambah ini.

n = 5Σx = 35Σy = 405Σx² = 285Σy² = 34069Σxy = 3055
r =
8.Regresi linear & korelasiSukar
xy151250358460574xy24506070ŷ = 61

Jadual memberikan 5 pasangan cerapan bagi x = jam belajar dan y = skor peperiksaan. Gunakan garis kuasa dua terkecil ŷ = a + b·x. Untuk nilai x yang manakah garis meramalkan ŷ = 61?

n = 5ŷ = 61
x =
9.Ujian khi kuasa duaSederhana
tiada kecacatankecilbesarJumlahsyif siang25262980syif malam23223580Jumlah484864160

Jadual kontingensi menunjukkan kiraan cerapan. Hitung statistik khi kuasa dua χ² bagi ujian kebebasan antara pemboleh ubah baris dengan pemboleh ubah lajur. Jangan gunakan pembetulan kesinambungan.

N = 1602 × 3
χ² =
10.Ujian khi kuasa duaSukar

Satu ujian kebagusan penyuaian khi kuasa dua menyemak sama ada kiraan dalam 7 kategori mengikut taburan Poisson yang puratanya dianggarkan daripada data yang sama. Berapakah darjah kebebasan df bagi ujian itu?

k = 7
df =

3Larutan

1.Taburan normal

Jawapan: P = 0.6353

Taburan normal: tukar nilai x kepada skor-z, z = (x − μ)/σ, yang mengira sisihan piawai daripada min. Jadual-z (atau Φ(z)) memberikan luas di sebelah kiri z, iaitu P(X < x). Luas di sebelah kanan ialah 1 − Φ(z), dan luas antara dua nilai ialah beza antara dua luas tersebut.

Skor-z

z₁ = (242.75 − 250)/5 = −1.45
z₂ = (252.75 − 250)/5 = 0.55

Luas antara

P = Φ(0.55) − Φ(−1.45) = 0.7088 − 0.07353 = 0.6353

Jawapan

P = 0.6353
2.Taburan normal

Jawapan: x = 527 h

Taburan normal: tukar nilai x kepada skor-z, z = (x − μ)/σ, yang mengira sisihan piawai daripada min. Jadual-z (atau Φ(z)) memberikan luas di sebelah kiri z, iaitu P(X < x). Luas di sebelah kanan ialah 1 − Φ(z), dan luas antara dua nilai ialah beza antara dua luas tersebut.

z untuk persentil

Φ(z) = 0.75 → z = 0.6745

Kembali kepada x

x = 500 + 0.6745·40 = 526.98 h

Jawapan

x = 526.98 h
3.Selang keyakinan

Jawapan: had bawah = −18.38 h

Interval for a difference: estimate ± critical value × standard error. For two independent means with known σ: SE = √(σ₁²/n₁ + σ₂²/n₂) and z. With equal unknown variances: pooled s_p and t with n₁ + n₂ − 2 degrees of freedom. For paired data, work with the differences: d̄ ± t·s_d/√n.

Anggaran titik

x̄₁ − x̄₂ = 64 − 79 = −15

Ralat piawai

SE = √(7²/50 + 18²/100) = 2.054

Margin ralat

E = 1.645·2.054 = 3.379

Selang

−15 ± 3.379 → [−18.38, −11.62]

Jawapan

had bawah = −18.38 h

Selang itu tidak mengandungi 0, maka min berbeza dengan signifikan.

4.Selang keyakinan

Jawapan: n = 6147

Confidence interval for a proportion: p̂ ± z·√(p̂(1 − p̂)/n), where p̂ = x/n. To reach a margin E you need n ≥ z²·p(1 − p)/E², rounded up; without a prior estimate use p = 0.5, which gives the largest n.

Selesaikan untuk n

n = 1.96²·0.8·0.2/0.01² = 6147

Bundarkan ke atas

n = 6147

Jawapan

n = 6147
5.Ujian hipotesis & selang keyakinan

Jawapan: t = −3.6

Testing a mean: the test statistic measures how many standard errors the sample mean lies from the value claimed in H₀: z = (x̄ − μ₀)/(σ/√n) when σ is known, t = (x̄ − μ₀)/(s/√n) when it is estimated from the sample. A confidence interval is x̄ ± (critical value)·(standard error).

Ralat piawai bagi min beza

SE = 4.3/√9 = 1.433

Statistik ujian

t = −5.16/1.433 = −3.6

Jawapan

t = −3.6

Dengan df = 8, nilai genting 5% dua sisi ialah 2.306; |t| lebih besar, maka H₀ ditolak.

6.Ujian hipotesis & selang keyakinan

Jawapan: n = 385

Menguji min: statistik ujian mengukur berapa ralat piawai min sampel terletak daripada nilai yang dituntut dalam H₀: z = (x̄ − μ₀)/(σ/√n) apabila σ diketahui, t = (x̄ − μ₀)/(s/√n) apabila ia dianggar daripada sampel. Selang keyakinan ialah x̄ ± (nilai genting)·(ralat piawai).

Selesaikan untuk n

n = (1.96·10/1)² = 384.2

Bundarkan ke atas

n = 385

Jawapan

n = 385
7.Regresi linear & korelasi

Jawapan: r = 0.9784

Regresi kuasa dua terkecil: dengan x̄ dan ȳ ialah min, Sxx = Σ(x − x̄)², Syy = Σ(y − ȳ)² dan Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ), garis ŷ = a + b·x mempunyai kecerunan b = Sxy/Sxx dan pintasan a = ȳ − b·x̄, maka ia sentiasa melalui (x̄, ȳ). Pekali korelasi Pearson r = Sxy/√(Sxx·Syy) terletak antara −1 dengan 1; r² ialah pecahan variasi dalam y yang diterangkan oleh garis itu.

Hasil tambah berpusat

Sxy = 3055 − 35·405/5 = 220
Sxx = 285 − 35²/5 = 40
Syy = 34069 − 405²/5 = 1264

Pekali korelasi

r = 220/√(40·1264) = 0.9784

Jawapan

r = 0.9784
8.Regresi linear & korelasi

Jawapan: x = 3.429

Regresi kuasa dua terkecil: dengan x̄ dan ȳ ialah min, Sxx = Σ(x − x̄)², Syy = Σ(y − ȳ)² dan Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ), garis ŷ = a + b·x mempunyai kecerunan b = Sxy/Sxx dan pintasan a = ȳ − b·x̄, maka ia sentiasa melalui (x̄, ȳ). Pekali korelasi Pearson r = Sxy/√(Sxx·Syy) terletak antara −1 dengan 1; r² ialah pecahan variasi dalam y yang diterangkan oleh garis itu.

Min

x̄ = 15/5 = 3
ȳ = 293/5 = 58.6

Hasil tambah kuasa dua dan hasil darab

Sxx = Σ(x − x̄)² = 10
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 56

Garis regresi

b = 56/10 = 5.6
a = 58.6 − 5.6·3 = 41.8
ŷ = 41.8 + 5.6·x

Selesaikan untuk x

x = (61 − 41.8)/5.6 = 3.429

Jawapan

x = 3.429
9.Ujian khi kuasa dua

Jawapan: χ² = 0.9792

Ujian khi kuasa dua: bandingkan kiraan cerapan O dengan kiraan jangkaan E di bawah H₀ menggunakan χ² = Σ(O − E)²/E. Kebagusan penyuaian: E = n·p bagi setiap kategori, df = k − 1 (tolak satu lagi bagi setiap parameter yang dianggarkan daripada data). Kebebasan dalam jadual r × c: E = jumlah baris × jumlah lajur / jumlah keseluruhan, df = (r − 1)(c − 1). Tolak H₀ apabila χ² melebihi nilai genting bagi α yang dipilih.

Kiraan jangkaan

syif siang: 80·48/160 = 24, 80·48/160 = 24, 80·64/160 = 32
syif malam: 80·48/160 = 24, 80·48/160 = 24, 80·64/160 = 32

Statistik khi kuasa dua

χ² = (25 − 24)²/24 + (26 − 24)²/24 + (29 − 32)²/32 + (23 − 24)²/24 + (22 − 24)²/24 + (35 − 32)²/32
χ² = 0.9792

Jawapan

χ² = 0.9792

df = 2. Pada α = 0.05 nilai gentingnya ialah 5.991, maka H₀ (kebebasan) tidak ditolak.

10.Ujian khi kuasa dua

Jawapan: df = 5

Ujian khi kuasa dua: bandingkan kiraan cerapan O dengan kiraan jangkaan E di bawah H₀ menggunakan χ² = Σ(O − E)²/E. Kebagusan penyuaian: E = n·p bagi setiap kategori, df = k − 1 (tolak satu lagi bagi setiap parameter yang dianggarkan daripada data). Kebebasan dalam jadual r × c: E = jumlah baris × jumlah lajur / jumlah keseluruhan, df = (r − 1)(c − 1). Tolak H₀ apabila χ² melebihi nilai genting bagi α yang dipilih.

Darjah kebebasan

df = 7 − 1 − 1 = 5

Jawapan

df = 5

ExamProblems · examproblems.com/courses/statistics-2-inference