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 = 0,2236

Standart normal eğri altında, z’nin sağındaki gölgeli alan 0,2236 olacak şekilde z’yi sürükleyin. z’yi iki ondalıkla bulun.

A = 0,2236
z =
2.Normal dağılımZor
10 g0X − Y?

1. hattan bir ürünün kütlesi X ve 2. hattan olanın kütlesi Y bağımsız ve normaldir: X’in ortalaması 500 g, standart sapması 8 g; Y’nin ortalaması 490 g, standart sapması 6 g’dir. X’in Y’den büyük olma olasılığını P bulun. z’yi iki ondalığa yuvarlayın.

μX = 500 g, σX = 8 gμY = 490 g, σY = 6 g
P =
3.Güven aralıklarıOrta
n = 10, sd​ = 6,50LU = ?d̄ = −2,7E95%

10 hastanın kan basıncı bir tedaviden önce ve sonra ölçülüyor. d = önce − sonra farklarının (mmHg) ortalaması −2,7 ve standart sapması 6,5. Ortalama fark için %95 güven aralığının üst sınırını bulun.

n = 10d̄ = −2,7sd = 6,595%t(9) = 2,262
üst sınır = mmHg
4.Güven aralıklarıZor
μ₁ − μ₂, t(24) = 2,7970L = ?Ux̄₁ − x̄₂E99%

İki gübre test ediliyor. Parsel grubu 1: 13 parsel, ortalama verim 58 kg, standart sapma 2 kg. Parsel grubu 2: 13 parsel, ortalama 64,5 kg, standart sapma 5 kg. Varyansları eşit kabul edin (birleştirilmiş t, df = n₁ + n₂ − 2). μ₁ − μ₂ için %99 güven aralığının alt sınırını bulun.

n₁ = 13x̄₁ = 58s₁ = 2n₂ = 13x̄₂ = 64,5s₂ = 599%t(24) = 2,797
alt sınır = kg
5.Hipotez testleri ve güven aralıklarıOrta
−2,0932,093t = ?df = 19

İki öğretim yöntemi karşılaştırılıyor. Grup 1: 7 öğrenci, ortalama puan 110,5, standart sapma 11. Grup 2: 14 öğrenci, ortalama puan 126,7, standart sapma 12. Anakütle varyanslarını eşit kabul edin ve birleştirilmiş iki örneklemli t testini kullanın. Farkı x̄₁ − x̄₂ (grup 1 eksi grup 2) alarak H₀: μ₁ = μ₂ için test istatistiği t değerini bulun.

n₁ = 7x̄₁ = 110,5s₁ = 11n₂ = 14x̄₂ = 126,7s₂ = 12
t =
6.Hipotez testleri ve güven aralıklarıZor
z −1,9601,96

16 ölçümlük bir örneklemin ortalaması 98,5. Anakütle standart sapması 10. Ortalama için %95 güven aralığının üst sınırı U'ü bulun.

x̄ = 98,5σ = 10n = 1695%
U =
7.Doğrusal regresyon ve korelasyonOrta
xy363465577685792889xy468708090

Tablo, x = çalışılan saat ve y = sınav puanı için 6 eşleştirilmiş gözlem veriyor. Pearson korelasyon katsayısı r değerini bulun.

n = 6
r =
8.Doğrusal regresyon ve korelasyonZor
xy120219317416516xy24161820x = 1,5

Tablo, x = yıl cinsinden araç yaşı ve y = k€ cinsinden fiyat için 5 eşleştirilmiş gözlem veriyor. En küçük kareler doğrusu ŷ = a + b·x’i kullanın. Yeni bir gözlem (1,5, 14) yapılıyor. Artığı e = y − ŷ değerini bulun.

n = 5(1,5, 14)
e =
9.Ki-kare testleriOrta
evethayırToplamerkekler4575120kadınlar192140Toplam6496160

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

N = 1602 × 2
χ² =
10.Ki-kare testleriZor
evethayırToplamhat 13565100hat 2134760hat 33070100Toplam78182260dfα = 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 = 0,05 düzeyinde test edin (süreklilik düzeltmesi olmadan). Test istatistiği χ² değerini hesaplayın, sonra tablodaki kritik değerle karşılaştırın.

N = 2603 × 2α = 0,05
χ² =

3Çözeltiler

1.Normal dağılım

Cevap: z = 0,76

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 − 0,2236 = 0,7764

z tablosunu tersten okuyun

Tablonun içinde 0,7764 değerini bulun ve z’yi okuyun.

z = 0,76

Cevap

z = 0,76
2.Normal dağılım

Cevap: P = 0,8413

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 = 500 − 490 = 10 g, σ = 10 g

Standartlaştırın

z = (0 − 10)/10 = −1

Olasılık

P = 1 − Φ(−1) = 0,8413

Cevap

P = 0,8413
3.Güven aralıkları

Cevap: üst sınır = 1,949 mmHg

Bir fark için aralık: tahmin ± kritik değer × standart hata. σ’sı bilinen iki bağımsız ortalama için: SE = √(σ₁²/n₁ + σ₂²/n₂) ve z. Eşit ve bilinmeyen varyanslarda: birleştirilmiş s_p ve n₁ + n₂ − 2 serbestlik dereceli t. Eşleştirilmiş verilerde farklarla çalışın: d̄ ± t·s_d/√n.

Kritik değer

df = 9, t = 2,262

Hata payı

E = 2,262·6,5/√10 = 4,649

Aralık

−2,7 ± 4,649 → [−7,349, 1,949]

Cevap

üst sınır = 1,949 mmHg
4.Güven aralıkları

Cevap: alt sınır = −10,68 kg

Bir fark için aralık: tahmin ± kritik değer × standart hata. σ’sı bilinen iki bağımsız ortalama için: SE = √(σ₁²/n₁ + σ₂²/n₂) ve z. Eşit ve bilinmeyen varyanslarda: birleştirilmiş s_p ve n₁ + n₂ − 2 serbestlik dereceli t. Eşleştirilmiş verilerde farklarla çalışın: d̄ ± t·s_d/√n.

Birleştirilmiş standart sapma

sp² = (12·2² + 12·5²)/24 = 14,5
sp = 3,808

Hata payı

E = 2,797·3,808·√(1/13 + 1/13) = 4,178

Aralık

−6,5 ± 4,178 → [−10,68, −2,322]

Cevap

alt sınır = −10,68 kg
5.Hipotez testleri ve güven aralıkları

Cevap: t = −2,993

Hipotez testi: test istatistiği = (tahmin − H₀ altındaki değer)/(H₀ altındaki standart hata). p-değeri, H₀ doğru varsayıldığında en az gözlenen kadar uç bir istatistik elde etme olasılığıdır: tek yönlü H₁ için bir kuyruktaki alan, iki yönlü H₁ için kuyruk alanının iki katı. p ≤ α olduğunda H₀’ı reddedin.

Birleştirilmiş varyans

sp² = (6·11² + 13·12²)/19 = 136,7
sp = 11,69

Standart hata

SE = 11,69·√(1/7 + 1/14) = 5,413

Test istatistiği

t = (110,5 − 126,7)/5,413 = −2,993

Cevap

t = −2,993

df = 19 ile iki yönlü %5 kritik değeri 2,093; |t| daha büyük, yani H₀ reddedilir.

6.Hipotez testleri ve güven aralıkları

Cevap: U = 103,4

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/√16 = 4,9

Aralık sınırı

U = 98,5 + 4,9 = 103,4

Cevap

U = 103,4
7.Doğrusal regresyon ve korelasyon

Cevap: r = 0,9498

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 = 33/6 = 5,5
ȳ = 471/6 = 78,5

Kareler ve çarpımlar toplamları

Sxx = Σ(x − x̄)² = 17,5
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 109,5
Syy = Σ(y − ȳ)² = 759,5

Korelasyon katsayısı

r = 109,5/√(17,5·759,5) = 0,9498

Cevap

r = 0,9498
8.Doğrusal regresyon ve korelasyon

Cevap: e = −5,25

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 = 15/5 = 3
ȳ = 88/5 = 17,6

Kareler ve çarpımlar toplamları

Sxx = Σ(x − x̄)² = 10
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = −11

Regresyon doğrusu

b = −11/10 = −1,1
a = 17,6 − (−1,1)·3 = 20,9
ŷ = 20,9 − 1,1·x

Tahmin edilen değer

ŷ = 20,9 + (−1,1)·1,5 = 19,25

Artık

e = 14 − 19,25 = −5,25

Cevap

e = −5,25

Nokta doğrunun altındadır.

9.Ki-kare testleri

Cevap: χ² = 1,25

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

erkekler: 120·64/160 = 48, 120·96/160 = 72
kadınlar: 40·64/160 = 16, 40·96/160 = 24

Ki-kare istatistiği

χ² = (45 − 48)²/48 + (75 − 72)²/72 + (19 − 16)²/16 + (21 − 24)²/24
χ² = 1,25

Cevap

χ² = 1,25

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

10.Ki-kare testleri

Cevap: χ² = 3,175

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

hat 1: 30, 70
hat 2: 18, 42
hat 3: 30, 70

Ki-kare istatistiği

χ² = (35 − 30)²/30 + (65 − 70)²/70 + (13 − 18)²/18 + (47 − 42)²/42 + (30 − 30)²/30 + (70 − 70)²/70
χ² = 3,175

Karar

df = 2, χ²crit = 5,991
3,175 < 5,991

Cevap

χ² = 3,175

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

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