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
−3−2−10123z−z ile z arasındaki gölgeli alan = 0,8638

Standart normal eğri altında, −z ile z arasındaki gölgeli alan 0,8638 olacak şekilde z’yi sürükleyin. z’yi iki ondalıkla bulun.

A = 0,8638
z =
2.Normal dağılımZor
μ = 500x = ?80%

pil ömürleri, ortalaması 500 h ve standart sapması 40 h olan normal dağılıma uyar. Altında kalan değerlerin oranı %80 olan x değerini bulun (80. yüzdelik).

μ = 500σ = 40P = 80%
x = h
3.Güven aralıklarıOrta
n = 30, s = 13,5LU = ?x̄ = 69E90%

30 birimlik bir örneklemin ortalaması 69 ve standart sapması s = 13,5. Anakütle yaklaşık olarak normaldir. Ortalama için %90 güven aralığının üst sınırını bulun.

n = 30x̄ = 69s = 13,590%t(29) = 1,699
üst sınır =
4.Güven aralıklarıZor
σ = 34, n = ?x̄ − Ex̄ + Ex̄E = 395%

Anakütle standart sapması 34. Ortalama için %95 güven aralığının hata payının en fazla 3 olması için ne büyüklükte bir örneklem n gerekir?

σ = 34E = 395%
n =
5.Hipotez testleri ve güven aralıklarıOrta
t −1,99801,998

64 öğrencilik bir örneklemin ortalama puanı 103,2, örneklem standart sapması 15. H₀: μ = 100 için test istatistiği t'ü bulun.

μ₀ = 100x̄ = 103,2s = 15n = 64
t =
6.Hipotez testleri ve güven aralıklarıZor
z −1,9601,96

25 ölçümlük bir örneklemin ortalaması 95,6. Anakütle standart sapması 10. Ortalama için %95 güven aralığının üst sınırı U'ü bulun.

x̄ = 95,6σ = 10n = 2595%
U =
7.Doğrusal regresyon ve korelasyonOrta
xy33854374995011591362xy510405060

Tablo, x = k€ cinsinden reklam harcaması ve y = k€ cinsinden satışlar için 6 eşleştirilmiş gözlem veriyor. Toplamları verilmiştir. Bu toplamlardan Pearson korelasyon katsayısı r değerini bulun.

n = 6Σx = 48Σy = 301Σx² = 454Σy² = 15519Σxy = 2577
r =
8.Doğrusal regresyon ve korelasyonZor
xy18852110724125271263015533158xy202530100150x = 25,5

Tablo, x = °C cinsinden sıcaklık ve y = satılan dondurma için 6 eşleştirilmiş gözlem veriyor. En küçük kareler doğrusu ŷ = a + b·x’i kullanın. x = 25,5 için ŷ tahminini yapın.

n = 6x = 25,5
ŷ =
9.Ki-kare testleriOrta
otobüsbisikletotomobilToplamöğrenciler10472380personel18162660Toplam286349140

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

N = 1402 × 3
χ² =
10.Ki-kare testleriZor
geçtikaldıToplam18–30 yaş5196031–50 yaş29114051+ yaş251540Toplam10535140dfα = 0,05α = 0,0113,8416,63525,9919,21037,81511,34549,48813,277511,07015,086612,59216,812714,06718,475815,50720,090916,91921,6661018,30723,209

Tablo gözlenen frekansları gösteriyor. İki değişkenin bağımsız olup olmadığını α = 0,01 düzeyinde test edin (süreklilik düzeltmesi olmadan). Test istatistiği χ² değerini hesaplayın, sonra tablodaki kritik değerle karşılaştırın.

N = 1403 × 2α = 0,01
χ² =

3Çözeltiler

1.Normal dağılım

Cevap: z = 1,49

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 + 0,8638)/2 = 0,9319

z tablosunu tersten okuyun

Tablonun içinde 0,9319 değerini bulun ve z’yi okuyun.

z = 1,49

Cevap

z = 1,49
2.Normal dağılım

Cevap: x = 533,7 h

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) = 0,8 → z = 0,8416

x’e geri dönüş

x = 500 + 0,8416·40 = 533,66 h

Cevap

x = 533,66 h
3.Güven aralıkları

Cevap: üst sınır = 73,19

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 = 29, t = 1,699

Hata payı

E = 1,699·13,5/√30 = 4,188

Aralık

69 ± 4,188 → [64,81, 73,19]

Cevap

üst sınır = 73,19
4.Güven aralıkları

Cevap: n = 494

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.

n'yi çözün

n = (1,96·34/3)² = 493,4

Yukarı yuvarlayın

Örneklem büyüklüğü bir tam sayıdır ve aşağı yuvarlamak hata payını fazla büyük yapar.

n = 494

Cevap

n = 494
5.Hipotez testleri ve güven aralıkları

Cevap: t = 1,707

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 = 15/√64 = 15/8 = 1,875

Test istatistiği

t = (103,2 − 100)/1,875 = 1,707

Cevap

t = 1,707
t0,025; df = 63 = 1,998

|t| < 1.998, yani H₀ %5 düzeyinde reddedilmez (iki yönlü).

6.Hipotez testleri ve güven aralıkları

Cevap: U = 99,52

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.

Hata payı

E = 1,96·10/√25 = 3,92

Aralık sınırı

U = 95,6 + 3,92 = 99,52

Cevap

U = 99,52
7.Doğrusal regresyon ve korelasyon

Cevap: r = 0,987

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.

Merkezlenmiş toplamlar

Sxy = 2577 − 48·301/6 = 169
Sxx = 454 − 48²/6 = 70
Syy = 15519 − 301²/6 = 418,8

Korelasyon katsayısı

r = 169/√(70·418,8) = 0,987

Cevap

r = 0,987
8.Doğrusal regresyon ve korelasyon

Cevap: ŷ = 126

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 = 153/6 = 25,5
ȳ = 756/6 = 126

Kareler ve çarpımlar toplamları

Sxx = Σ(x − x̄)² = 157,5
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 765

Regresyon doğrusu

b = 765/157,5 = 4,857
a = 126 − 4,857·25,5 = 2,143
ŷ = 2,143 + 4,857·x

Tahmin

ŷ = 2,143 + 4,857·25,5 = 126

Cevap

ŷ = 126
9.Ki-kare testleri

Cevap: χ² = 15,18

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: 80·28/140 = 16, 80·63/140 = 36, 80·49/140 = 28
personel: 60·28/140 = 12, 60·63/140 = 27, 60·49/140 = 21

Ki-kare istatistiği

χ² = (10 − 16)²/16 + (47 − 36)²/36 + (23 − 28)²/28 + (18 − 12)²/12 + (16 − 27)²/27 + (26 − 21)²/21
χ² = 15,18

Cevap

χ² = 15,18

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

10.Ki-kare testleri

Cevap: χ² = 6,667

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

18–30 yaş: 45, 15
31–50 yaş: 30, 10
51+ yaş: 30, 10

Ki-kare istatistiği

χ² = (51 − 45)²/45 + (9 − 15)²/15 + (29 − 30)²/30 + (11 − 10)²/10 + (25 − 30)²/30 + (15 − 10)²/10
χ² = 6,667

Karar

df = 2, χ²crit = 9,210
6,667 < 9,210

Cevap

χ² = 6,667

χ² kritik değerin altındadır, bu yüzden H₀ reddedilmez: anlamlı bir ilişki kanıtı yoktur.

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