İstatistik 2: Çıkarımsal İstatistik: hızlı tekrar paketi

Formül kâğıtları, her konunun temel yöntem adımları ve 10 alıştırma sorusu; tam çözümler en sonda.

Yeni sorularDerse dön

Yazdırma penceresinde, bir kopyayı cihazınızda saklamak için “PDF olarak kaydet” seçeneğini seçin.

1Formüller ve yöntemler

Normal dağılım

z puanı
z = (x − μ)/σ
x’in altında
P(X < x) = Φ(z)
x’in üstünde
P(X > x) = 1 − Φ(z)
Arasında
Φ(z2) − Φ(z1)
Yüzdelik
x = μ + z·σ

Yöntem

  1. Değeri z puanına çevirin: z = (x − μ)/σ.
  2. z’nin solundaki alan olan Φ(z)’yi tablodan bulun.
  3. Sağdaki alan için 1 − Φ(z) kullanın; bir aralık için iki sol alanı birbirinden çıkarın.
  4. Bir yüzdelik için geriye doğru çalışın: alan için z’yi bulun, sonra x = μ + z·σ.

Güven aralıkları

σ biliniyor
x̄ ± z·σ/√n
σ bilinmiyor
x̄ ± t·s/√n, df = n − 1
Kritik z
90%: 1,645, 95%: 1,96, 99%: 2,576
Örneklem büyüklüğü
n = (z·σ/E)², rounded up

Yöntem

  1. z (anakütle σ’sı biliniyor) ile t (yalnızca örneklem s’si, n − 1 serbestlik derecesiyle) arasında karar verin.
  2. Güven düzeyi için kritik değeri bulun.
  3. Hata payı: E = kritik değer × standart sapma/√n.
  4. Aralık: x̄ ± E.

Hipotez testleri ve güven aralıkları

Ortalama için z testi
z = (x̄ − μ0)/(σ/√n)
Ortalama için t testi
t = (x̄ − μ0)/(s/√n), df = n − 1
5% düzeyinde çift yönlü
|z| > 1,96 ise H0’ı reddet
Güven aralığı
x̄ ± z·σ/√n

Yöntem

  1. H₀ ve H₁’i belirtin ve testin tek mi çift yönlü mü olduğuna karar verin.
  2. Test istatistiğini hesaplayın: (x̄ − μ₀)/(σ/√n) ya da s ve t ile.
  3. Kritik değerle karşılaştırın ya da p değerini bulun.
  4. İstatistik kritik değerin ötesindeyse (p, α’dan küçükse) H₀’ı reddedin ve sonucu sözle ifade edin.

Doğrusal regresyon ve korelasyon

Kareler toplamları
Sxx = Σ(x − x̄)² = Σx² − (Σx)²/n, Sxy = Σxy − ΣxΣy/n
Eğim
b = Sxy/Sxx
Kesişim noktası
a = ȳ − b·x̄
Korelasyon
r = Sxy/√(SxxSyy)
Artık
e = y − ŷ

Ki-kare testleri

Test istatistiği
χ² = Σ(O − E)²/E
Uyum iyiliği
E = n·p, df = k − 1 − (estimated parameters)
Bağımsızlık
E = row total × column total / grand total, df = (r − 1)(c − 1)
Kritik değerler (α = 0,05)
df 1: 3,841, 2: 5,991, 3: 7,815, 4: 9,488
Karar
χ² > χ²crit ise H0’ı reddedin

2Alıştırma soruları

1.Normal dağılımOrta
70122,5P = ?

IQ puanları, ortalaması 100 puan ve standart sapması 15 puan olan normal dağılıma uyar. Hangi oran 70 ile 122,5 puan arasındadır? P değerini ondalık sayı olarak verin.

μ = 100σ = 15x1 = 70x2 = 122,5
P =
2.Normal dağılımZor
μ = 65x = ?97,5%

sınav puanları, ortalaması 65 puan ve standart sapması 10 puan olan normal dağılıma uyar. Altında kalan değerlerin oranı %97,5 olan x değerini bulun (97,5. yüzdelik).

μ = 65σ = 10P = 97,5%
x = puan
3.Güven aralıklarıOrta
n = 20, s = 9,5L = ?Ux̄ = 95,5E90%

20 birimlik bir örneklemin ortalaması 95,5 ve standart sapması s = 9,5. Anakütle yaklaşık olarak normaldir. Ortalama için %90 güven aralığının alt sınırını bulun.

n = 20x̄ = 95,5s = 9,590%t(19) = 1,729
alt sınır =
4.Güven aralıklarıZor
n = 11Lσ = ?s = 6,895%

İşlenmiş 11 milin çaplarının örneklem standart sapması 6,8 µm’dir. Çapların normal dağıldığını varsayarak anakütle standart sapması için %95 güven aralığının üst sınır σ değerini bulun. df = 10 ile χ² dağılımının %2,5’i 3,247 değerinin altında, %2,5’i 20,483 değerinin üstündedir.

n = 11s = 6,8 µmχ² = 3,247, 20,483
σ = µm
5.Hipotez testleri ve güven aralıklarıOrta
1,4p = ?

Bir anakütlenin ortalamasının 250 olduğu iddia ediliyor; anakütle standart sapmasının 12 olduğu biliniyor. 36 gözlemli rastgele bir örneklemin ortalaması 252,8. H₀: μ = 250’a karşı H₁: μ > 250 test edin. p-değeri p değerini bulun.

μ₀ = 250σ = 12n = 36x̄ = 252,8H₁: μ > μ₀
p =
6.Hipotez testleri ve güven aralıklarıZor
μ₀x̄c

H₀: μ = 80’a karşı H₁: μ < 80 için tek yönlü bir z testi, 36 büyüklüğünde bir örneklemle α = 0.10 düzeyinde yapılıyor; standart sapmanın 12 olduğu biliniyor. Gerçekte ortalama 74’tir. II. tip hata olasılığı β değerini yüzde olarak bulun.

μ₀ = 80μ = 74σ = 12n = 36α = 0,10
β = %
7.Doğrusal regresyon ve korelasyonOrta
xy168919105221202514128147xy2025100120140

Tablo, x = °C cinsinden sıcaklık ve y = satılan dondurma için 5 eşleştirilmiş gözlem veriyor. Pearson korelasyon katsayısı r değerini bulun.

n = 5
r =
8.Doğrusal regresyon ve korelasyonZor
xy16461967227125892893xy20256080ŷ = 91

Tablo, x = °C cinsinden sıcaklık ve y = satılan dondurma için 5 eşleştirilmiş gözlem veriyor. En küçük kareler doğrusu ŷ = a + b·x’i kullanın. Doğru hangi değer x için ŷ = 91 tahmin eder?

n = 5ŷ = 91
x =
9.Ki-kare testleriOrta
iyileştiiyileşmediToplamyeni ilaç5842100plasebo503080Toplam10872180

Çapraz tablo gözlenen frekansları gösteriyor. Satır ve sütun değişkenleri arasındaki bağımsızlık testi için ki-kare istatistiği χ² değerini hesaplayın. Süreklilik düzeltmesi kullanmayın.

N = 1802 × 2
χ² =
10.Ki-kare testleriZor

Bir ki-kare uyum iyiliği testi, 6 kategorideki gözlenen frekansları tam olarak belirlenmiş beklenen oranlarla karşılaştırıyor (verilerden parametre tahmin edilmiyor). Testin serbestlik derecesi df kaçtır?

k = 6
df =

3Çözeltiler

1.Normal dağılım

Cevap: P = 0,9104

Normal dağılım: bir x değerini z = (x − μ)/σ ile z puanına çevirin; z, ortalamadan kaç standart sapma uzakta olunduğunu sayar. z tablosu (ya da Φ(z)) z’nin solundaki alanı, yani P(X < x) değerini verir. Sağdaki alan 1 − Φ(z), iki değer arasındaki alan ise bu iki alanın farkıdır.

z puanları

z₁ = (70 − 100)/15 = −2
z₂ = (122,5 − 100)/15 = 1,5

Aradaki alan

P = Φ(1,5) − Φ(−2) = 0,9332 − 0,02275 = 0,9104

Cevap

P = 0,9104
2.Normal dağılım

Cevap: x = 84,6 puan

Normal dağılım: bir x değerini z = (x − μ)/σ ile z puanına çevirin; z, ortalamadan kaç standart sapma uzakta olunduğunu sayar. z tablosu (ya da Φ(z)) z’nin solundaki alanı, yani P(X < x) değerini verir. Sağdaki alan 1 − Φ(z), iki değer arasındaki alan ise bu iki alanın farkıdır.

Yüzdelik için z

Φ(z) = 0,975 → z = 1,96

x’e geri dönüş

x = 65 + 1,96·10 = 84,6 puan

Cevap

x = 84,6 puan
3.Güven aralıkları

Cevap: alt sınır = 91,83

Ortalama için güven aralığı: x̄ ± hata payı. Anakütle σ’sı biliniyorsa hata payı z·σ/√n’dir; yalnızca örneklem standart sapması s biliniyorsa n − 1 serbestlik dereceli t kullanın: t·s/√n. Kritik değerler: z = 1,645 (%90), 1,96 (%95), 2,576 (%99). E veya daha küçük bir hata payı için n ≥ (z·σ/E)² gerekir, yukarı yuvarlanır.

Kritik değer

df = n − 1 = 19, t = 1,729

Hata payı

E = 1,729·9,5/√20 = 3,673

Aralık

95,5 ± 3,673 → [91,83, 99,17]

Cevap

alt sınır = 91,83
4.Güven aralıkları

Cevap: σ = 11,93 µm

Bir varyans için aralık: (n − 1)s²/σ², n − 1 serbestlik dereceli bir χ² dağılımına sahiptir. σ² için %95 aralık, (n − 1)s²’nin üst χ² değerine (üstünde %2,5) bölümünden, alt χ² değerine (altında %2,5) bölümüne kadar uzanır; σ için aralık iki sınırın kareköküdür. s etrafında simetrik değildir.

Kareler toplamı

(n − 1)s² = 10·6,8² = 462,4

σ² için sınırlar

462,4/20,483 = 22,57
462,4/3,247 = 142,4

σ için sınır

σ = √142,4 = 11,93 µm

Cevap

σ = 11,93 µm

σ için %95 aralık: [4,751, 11,93] µm.

5.Hipotez testleri ve güven aralıkları

Cevap: p = 0,08076

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.

Test istatistiği

SE = σ/√n = 12/√36 = 2
z = (252,8 − 250)/2 = 1,4

Kuyruk alanı

Φ(1,4) = 0,9192
1 − Φ(1,4) = 0,0808

p-değeri

p = 0,08076

Cevap

p = 0,08076

p > 0,05, yani H₀ %5 düzeyinde reddedilmez.

6.Hipotez testleri ve güven aralıkları

Cevap: β = 4,29 %

Testin gücü: güç = 1 − β, H₀ yanlışken onu reddetme olasılığıdır. μ₀ ve z_α’dan x̄c kesim noktasını bulun, sonra gerçek ortalamayı kullanarak x̄c’nin ötesine düşme olasılığını hesaplayın: z = (x̄c − μ)/(σ/√n).

Kritik örneklem ortalaması

SE = 12/√36 = 2
x̄c = 80 − 1,282·2 = 77,44

Gerçek ortalama altında z

z = (77,44 − 74)/2 = 1,718

II. tip hata

güç = P(Z < 1.718) = 95.71%
β = 100% − 95,71% = 4,29%

Cevap

β = 4,29%
7.Doğrusal regresyon ve korelasyon

Cevap: r = 0,9904

En küçük kareler regresyonu: x̄ ve ȳ ortalamalar olmak üzere Sxx = Σ(x − x̄)², Syy = Σ(y − ȳ)² ve Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) ise ŷ = a + b·x doğrusunun eğimi b = Sxy/Sxx ve kesişimi a = ȳ − b·x̄’dir; bu yüzden doğru her zaman (x̄, ȳ) noktasından geçer. Pearson korelasyon katsayısı r = Sxy/√(Sxx·Syy) −1 ile 1 arasındadır; r², y’deki değişimin doğru tarafından açıklanan oranıdır.

Ortalamalar

x̄ = 110/5 = 22
ȳ = 602/5 = 120,4

Kareler ve çarpımlar toplamları

Sxx = Σ(x − x̄)² = 90
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 456
Syy = Σ(y − ȳ)² = 2355

Korelasyon katsayısı

r = 456/√(90·2355) = 0,9904

Cevap

r = 0,9904
8.Doğrusal regresyon ve korelasyon

Cevap: x = 26,6

En küçük kareler regresyonu: x̄ ve ȳ ortalamalar olmak üzere Sxx = Σ(x − x̄)², Syy = Σ(y − ȳ)² ve Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) ise ŷ = a + b·x doğrusunun eğimi b = Sxy/Sxx ve kesişimi a = ȳ − b·x̄’dir; bu yüzden doğru her zaman (x̄, ȳ) noktasından geçer. Pearson korelasyon katsayısı r = Sxy/√(Sxx·Syy) −1 ile 1 arasındadır; r², y’deki değişimin doğru tarafından açıklanan oranıdır.

Ortalamalar

x̄ = 110/5 = 22
ȳ = 366/5 = 73,2

Kareler ve çarpımlar toplamları

Sxx = Σ(x − x̄)² = 90
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 348

Regresyon doğrusu

b = 348/90 = 3,867
a = 73,2 − 3,867·22 = −11,87
ŷ = −11,87 + 3,867·x

x için çözün

x = (91 − (−11,87))/3,867 = 26,6

Cevap

x = 26,6
9.Ki-kare testleri

Cevap: χ² = 0,375

Ki-kare testleri: gözlenen frekansları O, H₀ altında beklenen frekanslar E ile χ² = Σ(O − E)²/E kullanarak karşılaştırın. Uyum iyiliği: her kategori için E = n·p, sd = k − 1 (verilerden tahmin edilen her parametre için bir eksik). r × c tablosunda bağımsızlık: E = satır toplamı × sütun toplamı / genel toplam, sd = (r − 1)(c − 1). χ² seçilen α için kritik değeri aşarsa H₀’ı reddedin.

Beklenen frekanslar

yeni ilaç: 100·108/180 = 60, 100·72/180 = 40
plasebo: 80·108/180 = 48, 80·72/180 = 32

Ki-kare istatistiği

χ² = (58 − 60)²/60 + (42 − 40)²/40 + (50 − 48)²/48 + (30 − 32)²/32
χ² = 0,375

Cevap

χ² = 0,375

sd = 1. α = 0,05’te kritik değer 3,841, dolayısıyla H₀ (bağımsızlık) reddedilmez.

10.Ki-kare testleri

Cevap: df = 5

Ki-kare testleri: gözlenen frekansları O, H₀ altında beklenen frekanslar E ile χ² = Σ(O − E)²/E kullanarak karşılaştırın. Uyum iyiliği: her kategori için E = n·p, sd = k − 1 (verilerden tahmin edilen her parametre için bir eksik). r × c tablosunda bağımsızlık: E = satır toplamı × sütun toplamı / genel toplam, sd = (r − 1)(c − 1). χ² seçilen α için kritik değeri aşarsa H₀’ı reddedin.

Serbestlik derecesi

df = 6 − 1 = 5

Cevap

df = 5

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