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
242,5251,25P = ?

torba ağırlıkları, ortalaması 250 g ve standart sapması 5 g olan normal dağılıma uyar. Hangi oran 242,5 ile 251,25 g arasındadır? P değerini ondalık sayı olarak verin.

μ = 250σ = 5x1 = 242,5x2 = 251,25
P =
2.Normal dağılımZor
157164171178185192199cmalt 40%

yetişkin erkeklerin boyları, ortalaması 178 cm ve standart sapması 7 cm olan normal dağılım gösterir. Gölgeli en alt %40 solunda kalacak şekilde kesme değerini sürükleyin. Kesme değerini x bulun.

μ = 178 cmσ = 7 cm40%
x = cm
3.Güven aralıklarıOrta
μ₁ − μ₂0LUx̄₁ − x̄₂E = ?99%

İki telefon modelinin pil ömrü karşılaştırılıyor. Model 1: 80 telefon, ortalama 137,5 h, bilinen standart sapma 17 h. Model 2: 40 telefon, ortalama 137 h, bilinen standart sapma 20 h. μ₁ − μ₂ için %99 güven aralığının hata payı E değerini bulun.

n₁ = 80x̄₁ = 137,5 hσ₁ = 17 hn₂ = 40x̄₂ = 137 hσ₂ = 20 h99%
E = h
4.Güven aralıklarıZor
p ≈ 0,6, n = ?p̂ − Ep̂ + Ep̂E = 0,0190%

Bir pilot çalışma ürünlerin yaklaşık 0,6 kadarının kusurlu olduğunu gösteriyor. Oran için %90 güven aralığının hata payının en fazla 0,01 olması için kaç ürün n incelenmelidir?

p ≈ 0,6E = 0,0190%
n =
5.Hipotez testleri ve güven aralıklarıOrta
−2,322,32p = ?

Bir anakütlenin ortalamasının 100 olduğu iddia ediliyor; anakütle standart sapmasının 20 olduğu biliniyor. 25 gözlemli rastgele bir örneklemin ortalaması 109,28. H₀: μ = 100’a karşı H₁: μ ≠ 100 test edin. p-değeri p değerini bulun.

μ₀ = 100σ = 20n = 25x̄ = 109,28H₁: μ ≠ μ₀
p =
6.Hipotez testleri ve güven aralıklarıZor
z −1,64501,645

64 ölçümlük bir örneklemin ortalaması 50,8. Anakütle standart sapması 5. Ortalama için %90 güven aralığının üst sınırı U'ü bulun.

x̄ = 50,8σ = 5n = 6490%
U =
7.Doğrusal regresyon ve korelasyonOrta
xy25476118141017xy51051015

Tablo, x = kN cinsinden yük ve y = mm cinsinden uzama için 5 eşleştirilmiş gözlem veriyor. En küçük kareler doğrusunun belirlilik katsayısı r² değerini bulun.

n = 5
r² =
8.Doğrusal regresyon ve korelasyonZor
xy151255366469578680xy24650607080x = 4,5

Tablo, x = çalışılan saat ve y = sınav puanı için 6 eşleştirilmiş gözlem veriyor. En küçük kareler doğrusu ŷ = a + b·x’i kullanın. x = 4,5 için ŷ tahminini yapın.

n = 6x = 4,5
ŷ =
9.Ki-kare testleriOrta
otobüsbisikletotomobilToplamöğrenciler17312573personel26171861Toplam434843134

Çapraz tablo gözlenen frekansları gösteriyor. Ki-kare bağımsızlık testi için “öğrenciler, otobüs” hücresinin beklenen frekansı E değerini bulun.

satır toplamı = 73sütun toplamı = 43N = 134
E =
10.Ki-kare testleriZor

Bir ki-kare uyum iyiliği testi, 5 kategorideki gözlenen frekansları tam olarak belirlenmiş beklenen oranlarla karşılaştırıyor (verilerden parametre tahmin edilmiyor). Testin serbestlik derecesi df kaçtır?

k = 5
df =

3Çözeltiler

1.Normal dağılım

Cevap: P = 0,5319

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 = (242,5 − 250)/5 = −1,5
z₂ = (251,25 − 250)/5 = 0,25

Aradaki alan

P = Φ(0,25) − Φ(−1,5) = 0,5987 − 0,06681 = 0,5319

Cevap

P = 0,5319
2.Normal dağılım

Cevap: x = 176,3 cm

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.

Soldaki alan

Φ(z) = 0,4

Tablodan z

z ≈ −0,25

Özgün birimlere geri dönüş

x = 178 − 0,25·7 = 176,3 cm

Cevap

x = 176,3 cm
3.Güven aralıkları

Cevap: E = 9,504 h

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.

Nokta tahmini

x̄₁ − x̄₂ = 137,5 − 137 = 0,5

Standart hata

SE = √(17²/80 + 20²/40) = 3,69

Hata payı

E = 2,576·3,69 = 9,504

Cevap

E = 9,504 h

Aralık 0’ı içeriyor, yani veriler anlamlı bir fark göstermiyor.

4.Güven aralıkları

Cevap: n = 6495

Confidence interval for a proportion: p̂ ± z·√(p̂(1 − p̂)/n), where p̂ = x/n. To reach a margin E you need n ≥ z²·p(1 − p)/E², rounded up; without a prior estimate use p = 0,5, which gives the largest n.

n'yi çözün

n = 1,645²·0,6·0,4/0,01² = 6494

Yukarı yuvarlayın

n = 6495

Cevap

n = 6495
5.Hipotez testleri ve güven aralıkları

Cevap: p = 0,02034

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 = 20/√25 = 4
z = (109,28 − 100)/4 = 2,32

Kuyruk alanı

Φ(2,32) = 0,9898
1 − Φ(2,32) = 0,0102

p-değeri

p = 2·0,0102 = 0,02034

Cevap

p = 0,02034

p ≤ 0,05, yani H₀ %5 düzeyinde reddedilir.

6.Hipotez testleri ve güven aralıkları

Cevap: U = 51,83

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 = 1,645·5/√64 = 1,028

Aralık sınırı

U = 50,8 + 1,028 = 51,83

Cevap

U = 51,83
7.Doğrusal regresyon ve korelasyon

Cevap: r² = 0,9928

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 = 54/5 = 10,8

Kareler ve çarpımlar toplamları

Sxx = Σ(x − x̄)² = 40
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 62
Syy = Σ(y − ȳ)² = 96,8

Belirlilik katsayısı

r² = 62²/(40·96,8) = 0,9928

Cevap

r² = 0,9928

y’deki değişimin yaklaşık %99,28’ı doğru tarafından açıklanır.

8.Doğrusal regresyon ve korelasyon

Cevap: ŷ = 72,7

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 = 21/6 = 3,5
ȳ = 399/6 = 66,5

Kareler ve çarpımlar toplamları

Sxx = Σ(x − x̄)² = 17,5
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 108,5

Regresyon doğrusu

b = 108,5/17,5 = 6,2
a = 66,5 − 6,2·3,5 = 44,8
ŷ = 44,8 + 6,2·x

Tahmin

ŷ = 44,8 + 6,2·4,5 = 72,7

Cevap

ŷ = 72,7
9.Ki-kare testleri

Cevap: E = 23,43

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 frekans

E = 73·43/134 = 23,43

Cevap

E = 23,43
10.Ki-kare testleri

Cevap: df = 4

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 = 5 − 1 = 4

Cevap

df = 4

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