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
−3−2−10123zluas berlorek antara −z dan z = 0.6102

Seret z supaya luas berlorek antara −z dan z di bawah lengkung normal piawai ialah 0.6102. Cari z hingga dua tempat perpuluhan.

A = 0.6102
z =
2.Taburan normalSukar
μ = 250x = ?95%

berat beg bertaburan normal dengan min 250 g dan sisihan piawai 5 g. Cari nilai x yang di bawahnya terletak 95% daripadanya (persentil ke-95).

μ = 250σ = 5P = 95%
x = g
3.Selang keyakinanSederhana
n = 7, s = 5.5LUx̄ = 90.5E = ?99%

Satu sampel 7 item mempunyai min 90.5 dan sisihan piawai s = 5.5. Populasi lebih kurang normal. Cari margin ralat E bagi selang keyakinan 99% untuk min.

n = 7x̄ = 90.5s = 5.599%t(6) = 3.707
E =
4.Selang keyakinanSukar
μ₁ − μ₂, t(20) = 2.8450L = ?Ux̄₁ − x̄₂E99%

Dua baja diuji. Kumpulan petak 1: 9 petak, min hasil 48 kg, sisihan piawai 6 kg. Kumpulan petak 2: 13 petak, min 55.5 kg, sisihan piawai 5.5 kg. Andaikan varians sama (t terkumpul, df = n₁ + n₂ − 2). Cari had bawah selang keyakinan 99% untuk μ₁ − μ₂.

n₁ = 9x̄₁ = 48s₁ = 6n₂ = 13x̄₂ = 55.5s₂ = 5.599%t(20) = 2.845
had bawah = kg
5.Ujian hipotesis & selang keyakinanSederhana
−1.641.64p = ?

Min sesuatu populasi dituntut sebagai 100; sisihan piawai populasi diketahui ialah 32. Satu sampel rawak 64 cerapan mempunyai min 93.44. Uji H₀: μ = 100 terhadap H₁: μ ≠ 100. Cari nilai-p p.

μ₀ = 100σ = 32n = 64x̄ = 93.44H₁: μ ≠ μ₀
p =
6.Ujian hipotesis & selang keyakinanSukar
H₀H₁μ₀x̄cμ₀ + 2α = 0.01βσ = 13, kuasa 80%, n = ?

Ujian z satu sisi pada α = 0.01 mesti mengesan anjakan min sebanyak 2 unit dengan kuasa 80%. Sisihan piawai ialah 13. Cari saiz sampel minimum n.

α = 0.01kuasa = 80%δ = 2σ = 13zα = 2.326zβ = 0.842
n =
7.Regresi linear & korelasiSederhana
xy1670187420822283249226110xy202580100

Jadual memberikan 6 pasangan cerapan bagi x = suhu dalam °C dan y = aiskrim terjual. Hasil tambahnya diberikan. Cari pekali korelasi Pearson r daripada hasil tambah ini.

n = 6Σx = 126Σy = 511Σx² = 2716Σy² = 44553Σxy = 10986
r =
8.Regresi linear & korelasiSukar
xy245340445549647xy246404550ŷ = 46

Jadual memberikan 5 pasangan cerapan bagi x = perbelanjaan pengiklanan dalam k€ dan y = jualan dalam k€. Gunakan garis kuasa dua terkecil ŷ = a + b·x. Untuk nilai x yang manakah garis meramalkan ŷ = 46?

n = 5ŷ = 46
x =
9.Ujian khi kuasa duaSederhana
basbasikalkeretaJumlahpelajar22213780kakitangan183963120Jumlah4060100200

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 = 2002 × 3
χ² =
10.Ujian khi kuasa duaSukar
lulusgagalJumlahumur 18–30204060umur 31–503565100umur 51+4951100Jumlah104156260dfα = 0.05α = 0.0113.8416.63525.9919.21037.81511.34549.48813.277511.07015.086612.59216.812714.06718.475815.50720.090916.91921.6661018.30723.209

Jadual menunjukkan kiraan cerapan. Uji pada α = 0.01 sama ada kedua-dua pemboleh ubah itu bebas (tanpa pembetulan kesinambungan). Hitung statistik ujian χ², kemudian bandingkan dengan nilai genting daripada jadual.

N = 2603 × 2α = 0.01
χ² =

3Larutan

1.Taburan normal

Jawapan: z = 0.86

Daripada luas kembali kepada z: Φ(z) ialah luas di sebelah kiri z. Untuk luas ekor kiri A, cari z dengan Φ(z) = A dalam jadual. Luas ekor kanan A bermaksud Φ(z) = 1 − A. Luas tengah A antara −z dan z meninggalkan (1 − A)/2 dalam setiap ekor, jadi Φ(z) = (1 + A)/2. Untuk nilai x, gunakan x = μ + zσ.

Luas di sebelah kiri z

Φ(z) = (1 + 0.6102)/2 = 0.8051

Baca jadual-z secara terbalik

Cari 0.8051 di dalam jadual dan baca z.

z = 0.86

Jawapan

z = 0.86
2.Taburan normal

Jawapan: x = 258.2 g

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) = 0.95 → z = 1.645

Kembali kepada x

x = 250 + 1.645·5 = 258.22 g

Jawapan

x = 258.22 g
3.Selang keyakinan

Jawapan: E = 7.706

Selang keyakinan bagi min: x̄ ± margin ralat. Dengan σ populasi diketahui margin ialah z·σ/√n; dengan hanya sisihan piawai sampel s, gunakan t dengan n − 1 darjah kebebasan: t·s/√n. Nilai genting: z = 1.645 (90%), 1.96 (95%), 2.576 (99%). Untuk mendapatkan margin E atau lebih kecil, anda memerlukan n ≥ (z·σ/E)², dibundarkan ke atas.

Nilai genting

df = n − 1 = 6, t = 3.707

Margin ralat

E = 3.707·5.5/√7 = 7.706

Jawapan

E = 7.706
4.Selang keyakinan

Jawapan: had bawah = −14.54 kg

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.

Sisihan piawai terkumpul

sp² = (8·6² + 12·5.5²)/20 = 32.55
sp = 5.705

Margin ralat

E = 2.845·5.705·√(1/9 + 1/13) = 7.038

Selang

−7.5 ± 7.038 → [−14.54, −0.4616]

Jawapan

had bawah = −14.54 kg
5.Ujian hipotesis & selang keyakinan

Jawapan: p = 0.101

Hypothesis test: the test statistic = (estimate − value under H₀)/(standard error under H₀). The p-value is the probability, assuming H₀ is true, of a statistic at least as extreme as the one observed: the area in one tail for a one-sided H₁, twice the tail area for a two-sided H₁. Reject H₀ when p ≤ α.

Statistik ujian

SE = σ/√n = 32/√64 = 4
z = (93.44 − 100)/4 = −1.64

Luas ekor

Φ(1.64) = 0.9495
1 − Φ(1.64) = 0.0505

Nilai-p

p = 2·0.0505 = 0.101

Jawapan

p = 0.101

p > 0.05, maka H₀ tidak ditolak pada aras 5%.

6.Ujian hipotesis & selang keyakinan

Jawapan: n = 425

Saiz sampel untuk ujian: untuk mengesan anjakan benar δ dengan kuasa 1 − β dalam ujian z satu sisi pada aras α, ralat piawai mesti memenuhi δ = (z_α + z_β)·σ/√n, maka n = ((z_α + z_β)·σ/δ)², dibundarkan ke atas.

Selesaikan untuk n

n = ((2.326 + 0.842)·13/2)² = 424

Bundarkan ke atas

n = 425

Jawapan

n = 425
7.Regresi linear & korelasi

Jawapan: r = 0.9484

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 = 10986 − 126·511/6 = 255
Sxx = 2716 − 126²/6 = 70
Syy = 44553 − 511²/6 = 1033

Pekali korelasi

r = 255/√(70·1033) = 0.9484

Jawapan

r = 0.9484
8.Regresi linear & korelasi

Jawapan: x = 4.615

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 = 20/5 = 4
ȳ = 226/5 = 45.2

Hasil tambah kuasa dua dan hasil darab

Sxx = Σ(x − x̄)² = 10
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 13

Garis regresi

b = 13/10 = 1.3
a = 45.2 − 1.3·4 = 40
ŷ = 40 + 1.3·x

Selesaikan untuk x

x = (46 − 40)/1.3 = 4.615

Jawapan

x = 4.615
9.Ujian khi kuasa dua

Jawapan: χ² = 4.75

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

pelajar: 80·40/200 = 16, 80·60/200 = 24, 80·100/200 = 40
kakitangan: 120·40/200 = 24, 120·60/200 = 36, 120·100/200 = 60

Statistik khi kuasa dua

χ² = (22 − 16)²/16 + (21 − 24)²/24 + (37 − 40)²/40 + (18 − 24)²/24 + (39 − 36)²/36 + (63 − 60)²/60
χ² = 4.75

Jawapan

χ² = 4.75

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

10.Ujian khi kuasa dua

Jawapan: χ² = 5.528

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

umur 18–30: 24, 36
umur 31–50: 40, 60
umur 51+: 40, 60

Statistik khi kuasa dua

χ² = (20 − 24)²/24 + (40 − 36)²/36 + (35 − 40)²/40 + (65 − 60)²/60 + (49 − 40)²/40 + (51 − 60)²/60
χ² = 5.528

Keputusan

df = 2, χ²crit = 9.210
5.528 < 9.210

Jawapan

χ² = 5.528

χ² berada di bawah nilai genting, maka H₀ tidak ditolak: tiada bukti yang signifikan tentang hubungan.

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