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
−3−2−10123zz’nin sağındaki gölgeli alan = 0,3821

Standart normal eğri altında, z’nin sağındaki gölgeli alan 0,3821 olacak şekilde z’yi sürükleyin. z’yi iki ondalıkla bulun.

A = 0,3821
z =
2.Normal dağılımZor
0,03 mm0D − d?

Delik çapları D normaldir; ortalaması 25,03 mm, standart sapması 0,02 mm. Mil çapları d bağımsızdır ve normaldir; ortalaması 25 mm, standart sapması 0,02 mm. Rastgele seçilen bir mil, D − d > 0 olduğunda yerine oturur. Yerine oturma olasılığını P bulun. z’yi iki ondalığa yuvarlayın.

delik: μ = 25,03 mm, σ = 0,02 mmmil: μ = 25 mm, σ = 0,02 mm
P =
3.Güven aralıklarıOrta
n = 7, s = 10LU = ?x̄ = 105E99%

7 birimlik bir örneklemin ortalaması 105 ve standart sapması s = 10. Anakütle yaklaşık olarak normaldir. Ortalama için %99 güven aralığının üst sınırını bulun.

n = 7x̄ = 105s = 1099%t(6) = 3,707
üst sınır =
4.Güven aralıklarıZor
n = 20σ = ?Us = 2,195%

İşlenmiş 20 milin çaplarının örneklem standart sapması 2,1 µm’dir. Çapların normal dağıldığını varsayarak anakütle standart sapması için %95 güven aralığının alt sınır σ değerini bulun. df = 19 ile χ² dağılımının %2,5’i 8,907 değerinin altında, %2,5’i 32,852 değerinin üstündedir.

n = 20s = 2,1 µmχ² = 8,907, 32,852
σ = µm
5.Hipotez testleri ve güven aralıklarıOrta
t −2,13102,131

16 öğrencilik bir örneklemin ortalama puanı 43,8, örneklem standart sapması 8. H₀: μ = 50 için test istatistiği t'ü bulun.

μ₀ = 50x̄ = 43,8s = 8n = 16
t =
6.Hipotez testleri ve güven aralıklarıZor
μ₀x̄c

H₀: μ = 500’a karşı H₁: μ > 500 için tek yönlü bir z testi, 25 büyüklüğünde bir örneklemle α = 0,05 düzeyinde yapılıyor; standart sapmanın 5 olduğu biliniyor. Gerçekte ortalama 502,3’tir. Testin gücü 1 − β değerini yüzde olarak bulun.

μ₀ = 500μ = 502,3σ = 5n = 25α = 0,05
1 − β = %
7.Doğrusal regresyon ve korelasyonOrta
xy274126208221027xy5101020

Tablo, x = kN cinsinden yük ve y = mm cinsinden uzama için 5 eşleştirilmiş gözlem veriyor. Pearson korelasyon katsayısı r değerini bulun.

n = 5
r =
8.Doğrusal regresyon ve korelasyonZor
xy3385437469501158xy510405060x = 10

Tablo, x = k€ cinsinden reklam harcaması ve y = k€ cinsinden satışlar için 5 eşleştirilmiş gözlem veriyor. En küçük kareler doğrusu ŷ = a + b·x’i kullanın. x = 10 için ŷ tahminini yapın.

n = 5x = 10
ŷ =
9.Ki-kare testleriOrta
otobüsbisikletotomobilToplamöğrenciler244353120personel202357100Toplam4466110220

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

N = 2202 × 3
χ² =
10.Ki-kare testleriZor

Bir ki-kare uyum iyiliği testi, 7 kategorideki gözlenen frekansları tam olarak belirlenmiş beklenen oranlarla karşılaştırıyor (verilerden parametre tahmin edilmiyor). Testin serbestlik derecesi df kaçtır?

k = 7
df =

3Çözeltiler

1.Normal dağılım

Cevap: z = 0,3

Bir alandan z’ye geri dönmek: Φ(z), z’nin solundaki alandır. Sol kuyruk alanı A için tabloda Φ(z) = A olan z’yi bulun. Sağ kuyruk alanı A, Φ(z) = 1 − A demektir. −z ile z arasındaki merkezî alan A, her kuyrukta (1 − A)/2 bırakır, yani Φ(z) = (1 + A)/2. Bir x değeri için x = μ + zσ kullanın.

z’nin solundaki alan

Φ(z) = 1 − 0,3821 = 0,6179

z tablosunu tersten okuyun

Tablonun içinde 0,6179 değerini bulun ve z’yi okuyun.

z = 0,30

Cevap

z = 0,30
2.Normal dağılım

Cevap: P = 0,8554

Normal değişkenlerin toplamı ve farkı: X ve Y bağımsız ve normal ise X + Y ve X − Y de normaldir. Ortalamalar toplanır ya da çıkarılır: E(X ± Y) = μX ± μY. Varyanslar fark için de her zaman toplanır: Var(X ± Y) = σX² + σY², dolayısıyla σ = √(σX² + σY²). Standart sapmalar asla doğrudan toplanmaz. Aynı dağılıma sahip n bağımsız parçanın toplamının ortalaması n·μ, standart sapması σ·√n’dir. Sonra her zamanki gibi standartlaştırın: z = (x − ortalama)/σ ve Φ(z)’yi okuyun.

Farkın dağılımı

μ = 25,03 − 25 = 0,03 mm, σ = 0,02828 mm

Standartlaştırın

z = (0 − 0,03)/0,02828 = −1,06

Olasılık

P = 1 − Φ(−1,06) = 0,8554

Cevap

P = 0,8554
3.Güven aralıkları

Cevap: üst sınır = 119

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 = 6, t = 3,707

Hata payı

E = 3,707·10/√7 = 14,01

Aralık

105 ± 14,01 → [90,99, 119]

Cevap

üst sınır = 119
4.Güven aralıkları

Cevap: σ = 1,597 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 = 19·2,1² = 83,79

σ² için sınırlar

83,79/32,852 = 2,551
83,79/8,907 = 9,407

σ için sınır

σ = √2,551 = 1,597 µm

Cevap

σ = 1,597 µm

σ için %95 aralık: [1,597, 3,067] µm.

5.Hipotez testleri ve güven aralıkları

Cevap: t = −3,1

Ortalama testi: test istatistiği, örneklem ortalamasının H₀'da iddia edilen değerden kaç standart hata uzakta olduğunu ölçer: σ biliniyorsa z = (x̄ − μ₀)/(σ/√n), örneklemden tahmin ediliyorsa t = (x̄ − μ₀)/(s/√n). Güven aralığı x̄ ± (kritik değer)·(standart hata)'dır.

Standart hata

SE = 8/√16 = 8/4 = 2

Test istatistiği

t = (43,8 − 50)/2 = −3,1

Cevap

t = −3,1
t0,025; df = 15 = 2,131

|t| > 2,131, yani H₀ %5 düzeyinde reddedilir (iki yönlü).

6.Hipotez testleri ve güven aralıkları

Cevap: 1 − β = 74,38 %

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 = 5/√25 = 1
x̄c = 500 + 1,645·1 = 501,6

Gerçek ortalama altında z

z = (501,6 − 502,3)/1 = −0,655

Güç

güç = P(Z > −0,655) = 74,38%
1 − β = 74,38%

Cevap

1 − β = 74,38%
7.Doğrusal regresyon ve korelasyon

Cevap: r = 0,9859

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 = 30/5 = 6
ȳ = 88/5 = 17,6

Kareler ve çarpımlar toplamları

Sxx = Σ(x − x̄)² = 40
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 100
Syy = Σ(y − ȳ)² = 257,2

Korelasyon katsayısı

r = 100/√(40·257,2) = 0,9859

Cevap

r = 0,9859
8.Doğrusal regresyon ve korelasyon

Cevap: ŷ = 54,05

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 = 35/5 = 7
ȳ = 235/5 = 47

Kareler ve çarpımlar toplamları

Sxx = Σ(x − x̄)² = 40
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 94

Regresyon doğrusu

b = 94/40 = 2,35
a = 47 − 2,35·7 = 30,55
ŷ = 30,55 + 2,35·x

Tahmin

ŷ = 30,55 + 2,35·10 = 54,05

Cevap

ŷ = 54,05
9.Ki-kare testleri

Cevap: χ² = 4,791

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

öğrenciler: 120·44/220 = 24, 120·66/220 = 36, 120·110/220 = 60
personel: 100·44/220 = 20, 100·66/220 = 30, 100·110/220 = 50

Ki-kare istatistiği

χ² = (24 − 24)²/24 + (43 − 36)²/36 + (53 − 60)²/60 + (20 − 20)²/20 + (23 − 30)²/30 + (57 − 50)²/50
χ² = 4,791

Cevap

χ² = 4,791

sd = 2. α = 0,05’te kritik değer 5,991, dolayısıyla H₀ (bağımsızlık) reddedilmez.

10.Ki-kare testleri

Cevap: df = 6

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 = 7 − 1 = 6

Cevap

df = 6

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