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 25,1 en 35 min? Geef P als decimaal getal.
μ = 32σ = 6x1 = 25,1x2 = 35
P =
2.Normale verdelingMoeilijk
De levertijden zijn normaal verdeeld met gemiddelde 32 min en standaardafwijking 6 min. Bereken de waarde x waaronder 10% ervan ligt (het 10e percentiel).
μ = 32σ = 6P = 10%
x = min
3.BetrouwbaarheidsintervallenGemiddeld
Een steekproef van 30 items heeft gemiddelde 63,5 en standaardafwijking s = 13,5. De populatie is bij benadering normaal verdeeld. Bereken de ondergrens van het 99%-betrouwbaarheidsinterval voor het gemiddelde.
n = 30x̄ = 63,5s = 13,599%t(29) = 2,756
ondergrens =
4.BetrouwbaarheidsintervallenMoeilijk
Twee kunstmeststoffen worden getest. Groep 1: 14 proefvelden, gemiddelde opbrengst 85,5 kg, standaardafwijking 6,5 kg. Groep 2: 12 proefvelden, gemiddelde 84,5 kg, standaardafwijking 4,5 kg. Neem gelijke varianties aan (gepoolde t, df = n₁ + n₂ − 2). Bereken de ondergrens van het 95%-betrouwbaarheidsinterval voor μ₁ − μ₂.
Van een populatie wordt beweerd dat het gemiddelde 500 is; de standaardafwijking van de populatie is bekend en is 3. Een aselecte steekproef van 36 waarnemingen heeft een gemiddelde van 500,95. Toets H₀: μ = 500 tegen H₁: μ > 500. Bereken de p-waarde p.
Een eenzijdige z-toets bij α = 0,01 moet een verschuiving van het gemiddelde van 1 eenheden ontdekken met een onderscheidend vermogen van 95 %. De standaardafwijking is 5. Bereken de minimale steekproefomvang n.
De tabel geeft 6 gepaarde waarnemingen van x = advertentie-uitgaven in k€ en y = verkoop in k€. Hun sommen zijn gegeven. Bereken uit deze sommen de correlatiecoëfficiënt van Pearson r.
De tabel geeft 6 gepaarde waarnemingen van x = aantal uren gestudeerd en y = tentamencijfer. Gebruik de kleinstekwadratenlijn ŷ = a + b·x. Er wordt een nieuwe waarneming (9, 90) gedaan. Bereken het residu e = y − ŷ.
n = 6(9, 90)
e =
9.ChikwadraattoetsenGemiddeld
De kruistabel toont waargenomen aantallen. Bereken voor een chikwadraattoets op onafhankelijkheid het verwachte aantal E voor de cel “nachtdienst, geen defect”.
rijtotaal = 74kolomtotaal = 24N = 150
E =
10.ChikwadraattoetsenMoeilijk
Een chikwadraat-aanpassingstoets vergelijkt waargenomen aantallen in 6 categorieën met volledig gespecificeerde verwachte verhoudingen (er worden geen parameters uit de data geschat). Zoek met de tabel de kritieke waarde χ²crit bij significantieniveau α = 0,05.
α = 0,05
χ²crit =
3Oplossingen
1.Normale verdeling
Antwoord: P = 0,5664
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-scores
z₁ = (25,1 − 32)/6 = −1,15
z₂ = (35 − 32)/6 = 0,5
Oppervlakte ertussen
P = Φ(0,5) − Φ(−1,15) = 0,6915 − 0,1251 = 0,5664
Antwoord
P = 0,5664
2.Normale verdeling
Antwoord: x = 24,31 min
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) = 0,1 → z = −1,282
Terug naar x
x = 32 + −1,282·6 = 24,31 min
Antwoord
x = 24,31 min
3.Betrouwbaarheidsintervallen
Antwoord: ondergrens = 56,71
Betrouwbaarheidsinterval voor een gemiddelde: x̄ ± foutmarge. Met een bekende populatie-σ is de marge z·σ/√n; heb je alleen de steekproefstandaardafwijking s, gebruik dan t met n − 1 vrijheidsgraden: t·s/√n. Kritieke waarden: z = 1,645 (90%), 1,96 (95%), 2,576 (99%). Voor een marge van E of kleiner heb je n ≥ (z·σ/E)² nodig, naar boven afgerond.
Kritieke waarde
df = n − 1 = 29, t = 2,756
Foutmarge
E = 2,756·13,5/√30 = 6,793
Interval
63,5 ± 6,793 → [56,71, 70,29]
Antwoord
ondergrens = 56,71
4.Betrouwbaarheidsintervallen
Antwoord: ondergrens = −3,605 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 = (13·6,5² + 11·4,5²)/24 = 32,17
sp = 5,672
Foutmarge
E = 2,064·5,672·√(1/14 + 1/12) = 4,605
Interval
1 ± 4,605 → [−3,605, 5,605]
Antwoord
ondergrens = −3,605 kg
5.Hypothesetoetsen & betrouwbaarheidsintervallen
Antwoord: p = 0,02872
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.
Toetsingsgrootheid
SE = σ/√n = 3/√36 = 0,5
z = (500,95 − 500)/0,5 = 1,9
Staartoppervlakte
Φ(1,9) = 0,9713
1 − Φ(1,9) = 0,0287
p-waarde
p = 0,02872
Antwoord
p = 0,02872
p ≤ 0,05, dus H₀ wordt verworpen op het 5%-niveau.
6.Hypothesetoetsen & betrouwbaarheidsintervallen
Antwoord: n = 395
Steekproefomvang voor een toets: om een werkelijke verschuiving δ te ontdekken met onderscheidend vermogen 1 − β in een eenzijdige z-toets bij niveau α, moet de standaardfout voldoen aan δ = (z_α + z_β)·σ/√n, dus n = ((z_α + z_β)·σ/δ)², naar boven afgerond.
n oplossen
n = ((2,326 + 1,645)·5/1)² = 394,2
Naar boven afronden
n = 395
Antwoord
n = 395
7.Lineaire regressie en correlatie
Antwoord: r = 0,995
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.
Gecentreerde sommen
Sxy = 3414 − 42·429/6 = 411
Sxx = 364 − 42²/6 = 70
Syy = 33111 − 429²/6 = 2438
Correlatiecoëfficiënt
r = 411/√(70·2438) = 0,995
Antwoord
r = 0,995
8.Lineaire regressie en correlatie
Antwoord: e = 4,857
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 = 42/6 = 7
ȳ = 444/6 = 74
Kwadraten- en productsommen
Sxx = Σ(x − x̄)² = 70
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 390
Regressielijn
b = 390/70 = 5,571
a = 74 − 5,571·7 = 35
ŷ = 35 + 5,571·x
Voorspelde waarde
ŷ = 35 + 5,571·9 = 85,14
Residu
e = 90 − 85,14 = 4,857
Antwoord
e = 4,857
Het punt ligt boven de lijn.
9.Chikwadraattoetsen
Antwoord: E = 11,84
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 = 74·24/150 = 11,84
Antwoord
E = 11,84
10.Chikwadraattoetsen
Antwoord: χ²crit = 11,07
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.
Vrijheidsgraden
df = 6 − 1 = 5
Tabel
χ²crit(df = 5, α = 0,05) = 11,070
Antwoord
χ²crit = 11,070
Verwerp H₀ als de berekende χ² groter is dan deze waarde.