E = row total × column total / grand total, df = (r − 1)(c − 1)
Kritieke waarden (α = 0,05)
df 1: 3,841, 2: 5,991, 3: 7,815, 4: 9,488
Beslissing
verwerp H0 als χ² > χ²crit
2Oefenopgaven
1.Normale verdelingGemiddeld
De levertijden zijn normaal verdeeld met gemiddelde 32 min en standaardafwijking 6 min. Welk deel ligt tussen 22,7 en 44,3 min? Geef P als decimaal getal.
μ = 32σ = 6x1 = 22,7x2 = 44,3
P =
2.Normale verdelingMoeilijk
De IQ-scores zijn normaal verdeeld met gemiddelde 100 punten en standaardafwijking 15 punten. Bereken de waarde x waaronder 25% ervan ligt (het 25e percentiel).
μ = 100σ = 15P = 25%
x = punten
3.BetrouwbaarheidsintervallenGemiddeld
De bloeddruk van 8 patiënten wordt gemeten voor en na een behandeling. De verschillen d = voor − na (mmHg) hebben gemiddelde 2,4 en standaardafwijking 5. Bereken de ondergrens van het 90%-betrouwbaarheidsinterval voor het gemiddelde verschil.
n = 8d̄ = 2,4sd = 590%t(7) = 1,895
ondergrens = mmHg
4.BetrouwbaarheidsintervallenMoeilijk
Twee kunstmeststoffen worden getest. Groep 1: 11 proefvelden, gemiddelde opbrengst 37,5 kg, standaardafwijking 1 kg. Groep 2: 20 proefvelden, gemiddelde 48,5 kg, standaardafwijking 4,5 kg. Neem gelijke varianties aan (gepoolde t, df = n₁ + n₂ − 2). Bereken de foutmarge E van het 95%-betrouwbaarheidsinterval voor μ₁ − μ₂.
7 werknemers doen een typetest voor en na een training. Voor elke persoon wordt het verschil d = na − voor (woorden per minuut) genoteerd. Het gemiddelde verschil is −4,2 en de standaardafwijking van de verschillen is 10,1. Bereken de toetsingsgrootheid t van de gepaarde toets voor H₀: μd = 0.
Een eenzijdige z-toets van H₀: μ = 200 tegen H₁: μ > 200 wordt uitgevoerd bij α = 0,01 met een steekproef van 25; de standaardafwijking is bekend en is 15. In werkelijkheid is het gemiddelde 209,6. Bereken het onderscheidend vermogen 1 − β van de toets in procenten.
μ₀ = 200μ = 209,6σ = 15n = 25α = 0,01
1 − β = %
7.Lineaire regressie en correlatieGemiddeld
De tabel geeft 6 gepaarde waarnemingen van x = advertentie-uitgaven in k€ en y = verkoop in k€. Bereken de correlatiecoëfficiënt van Pearson r.
n = 6
r =
8.Lineaire regressie en correlatieMoeilijk
De tabel geeft 5 gepaarde waarnemingen van x = temperatuur in °C en y = verkochte ijsjes. Gebruik de kleinstekwadratenlijn ŷ = a + b·x. Voorspel ŷ voor x = 21.
n = 5x = 21
ŷ =
9.ChikwadraattoetsenGemiddeld
De kruistabel toont waargenomen aantallen. Bereken voor een chikwadraattoets op onafhankelijkheid het verwachte aantal E voor de cel “dagdienst, geen defect”.
rijtotaal = 89kolomtotaal = 66N = 169
E =
10.ChikwadraattoetsenMoeilijk
De tabel toont waargenomen aantallen. Toets bij α = 0,05 of de twee variabelen onafhankelijk zijn (zonder continuïteitscorrectie). Bereken de toetsingsgrootheid χ² en vergelijk die daarna met de kritieke waarde uit de tabel.
N = 2403 × 2α = 0,05
χ² =
3Oplossingen
1.Normale verdeling
Antwoord: P = 0,9192
Normale verdeling: reken een waarde x om naar een z-score, z = (x − μ)/σ, die telt hoeveel standaardafwijkingen x van het gemiddelde ligt. Een z-tabel (of Φ(z)) geeft de oppervlakte links van z, en dat is P(X < x). De oppervlakte rechts is 1 − Φ(z), en de oppervlakte tussen twee waarden is het verschil van hun twee oppervlakten.
Normale verdeling: reken een waarde x om naar een z-score, z = (x − μ)/σ, die telt hoeveel standaardafwijkingen x van het gemiddelde ligt. Een z-tabel (of Φ(z)) geeft de oppervlakte links van z, en dat is P(X < x). De oppervlakte rechts is 1 − Φ(z), en de oppervlakte tussen twee waarden is het verschil van hun twee oppervlakten.
z voor het percentiel
Φ(z) = 0,25 → z = −0,6745
Terug naar x
x = 100 + −0,6745·15 = 89,88 punten
Antwoord
x = 89,88 punten
3.Betrouwbaarheidsintervallen
Antwoord: ondergrens = −0,9499 mmHg
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.
Kritieke waarde
df = 7, t = 1,895
Foutmarge
E = 1,895·5/√8 = 3,35
Interval
2,4 ± 3,35 → [−0,9499, 5,75]
Antwoord
ondergrens = −0,9499 mmHg
4.Betrouwbaarheidsintervallen
Antwoord: E = 2,832 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.
Gepoolde standaardafwijking
sp² = (10·1² + 19·4,5²)/29 = 13,61
sp = 3,689
Foutmarge
E = 2,045·3,689·√(1/11 + 1/20) = 2,832
Antwoord
E = 2,832 kg
5.Hypothesetoetsen & betrouwbaarheidsintervallen
Antwoord: t = −1,1
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).
Standaardfout van het gemiddelde verschil
SE = 10,1/√7 = 3,817
Toetsingsgrootheid
t = −4,2/3,817 = −1,1
Antwoord
t = −1,1
Bij df = 6 is de tweezijdige kritieke waarde bij 5% gelijk aan 2,447; |t| is kleiner, dus H₀ wordt niet verworpen.
6.Hypothesetoetsen & betrouwbaarheidsintervallen
Antwoord: 1 − β = 80,89 %
Onderscheidend vermogen van een toets: het onderscheidend vermogen 1 − β is de kans dat H₀ wordt verworpen als die onwaar is. Bepaal de grens x̄c uit μ₀ en z_α, en bereken dan met het ware gemiddelde de kans om voorbij x̄c uit te komen: z = (x̄c − μ)/(σ/√n).
Kritiek steekproefgemiddelde
SE = 15/√25 = 3
x̄c = 200 + 2,326·3 = 207
z onder het ware gemiddelde
z = (207 − 209,6)/3 = −0,874
Vermogen
onderscheidend vermogen = P(Z > −0,874) = 80,89%
1 − β = 80,89%
Antwoord
1 − β = 80,89%
7.Lineaire regressie en correlatie
Antwoord: r = 0,9363
Kleinstekwadratenregressie: met x̄ en ȳ de gemiddelden, Sxx = Σ(x − x̄)², Syy = Σ(y − ȳ)² en Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) heeft de lijn ŷ = a + b·x helling b = Sxy/Sxx en snijpunt a = ȳ − b·x̄, dus gaat ze altijd door (x̄, ȳ). De correlatiecoëfficiënt van Pearson r = Sxy/√(Sxx·Syy) ligt tussen −1 en 1; r² is het deel van de variatie in y dat door de lijn wordt verklaard.
Gemiddelden
x̄ = 33/6 = 5,5
ȳ = 269/6 = 44,83
Kwadraten- en productsommen
Sxx = Σ(x − x̄)² = 17,5
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 36,5
Syy = Σ(y − ȳ)² = 86,83
Correlatiecoëfficiënt
r = 36,5/√(17,5·86,83) = 0,9363
Antwoord
r = 0,9363
8.Lineaire regressie en correlatie
Antwoord: ŷ = 51,2
Kleinstekwadratenregressie: met x̄ en ȳ de gemiddelden, Sxx = Σ(x − x̄)², Syy = Σ(y − ȳ)² en Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) heeft de lijn ŷ = a + b·x helling b = Sxy/Sxx en snijpunt a = ȳ − b·x̄, dus gaat ze altijd door (x̄, ȳ). De correlatiecoëfficiënt van Pearson r = Sxy/√(Sxx·Syy) ligt tussen −1 en 1; r² is het deel van de variatie in y dat door de lijn wordt verklaard.
Gemiddelden
x̄ = 100/5 = 20
ȳ = 244/5 = 48,8
Kwadraten- en productsommen
Sxx = Σ(x − x̄)² = 40
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 96
Regressielijn
b = 96/40 = 2,4
a = 48,8 − 2,4·20 = 0,8
ŷ = 0,8 + 2,4·x
Voorspelling
ŷ = 0,8 + 2,4·21 = 51,2
Antwoord
ŷ = 51,2
9.Chikwadraattoetsen
Antwoord: E = 34,76
Chikwadraattoetsen: vergelijk waargenomen aantallen O met de onder H₀ verwachte aantallen E met χ² = Σ(O − E)²/E. Aanpassingstoets: E = n·p voor elke categorie, df = k − 1 (en nog één minder voor elke parameter die uit de data is geschat). Onafhankelijkheid in een r × c-tabel: E = rijtotaal × kolomtotaal / totaal, df = (r − 1)(c − 1). Verwerp H₀ als χ² groter is dan de kritieke waarde bij de gekozen α.
Verwacht aantal
E = 89·66/169 = 34,76
Antwoord
E = 34,76
10.Chikwadraattoetsen
Antwoord: χ² = 2,604
Chikwadraattoetsen: vergelijk waargenomen aantallen O met de onder H₀ verwachte aantallen E met χ² = Σ(O − E)²/E. Aanpassingstoets: E = n·p voor elke categorie, df = k − 1 (en nog één minder voor elke parameter die uit de data is geschat). Onafhankelijkheid in een r × c-tabel: E = rijtotaal × kolomtotaal / totaal, df = (r − 1)(c − 1). Verwerp H₀ als χ² groter is dan de kritieke waarde bij de gekozen α.