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
172,75192,35P = ?

yetişkin erkeklerin boyları, ortalaması 178 cm ve standart sapması 7 cm olan normal dağılıma uyar. Hangi oran 172,75 ile 192,35 cm arasındadır? P değerini ondalık sayı olarak verin.

μ = 178σ = 7x1 = 172,75x2 = 192,35
P =
2.Normal dağılımZor
0,02 mm0D − d?

Delik çapları D normaldir; ortalaması 25,02 mm, standart sapması 0,02 mm. Mil çapları d bağımsızdır ve normaldir; ortalaması 25 mm, standart sapması 0,01 mm. Rastgele seçilen bir mil, D − d > 0 olduğunda yerine oturur. Yerine oturma olasılığını P bulun. z’yi iki ondalığa yuvarlayın.

delik: μ = 25,02 mm, σ = 0,02 mmmil: μ = 25 mm, σ = 0,01 mm
P =
3.Güven aralıklarıOrta
μ₁ − μ₂0LUx̄₁ − x̄₂E = ?95%

İki telefon modelinin pil ömrü karşılaştırılıyor. Model 1: 30 telefon, ortalama 51,5 h, bilinen standart sapma 19 h. Model 2: 40 telefon, ortalama 49,5 h, bilinen standart sapma 4 h. μ₁ − μ₂ için %95 güven aralığının hata payı E değerini bulun.

n₁ = 30x̄₁ = 51,5 hσ₁ = 19 hn₂ = 40x̄₂ = 49,5 hσ₂ = 4 h95%
E = h
4.Güven aralıklarıZor
μ₁ − μ₂, t(12) = 1,7820LUx̄₁ − x̄₂E = ?90%

İki gübre test ediliyor. Parsel grubu 1: 9 parsel, ortalama verim 48,5 kg, standart sapma 3,5 kg. Parsel grubu 2: 5 parsel, ortalama 56,5 kg, standart sapma 4 kg. Varyansları eşit kabul edin (birleştirilmiş t, df = n₁ + n₂ − 2). μ₁ − μ₂ için %90 güven aralığının hata payı E değerini bulun.

n₁ = 9x̄₁ = 48,5s₁ = 3,5n₂ = 5x̄₂ = 56,5s₂ = 490%t(12) = 1,782
E = kg
5.Hipotez testleri ve güven aralıklarıOrta
t −2,0302,03

36 öğrencilik bir örneklemin ortalama puanı 92,67, örneklem standart sapması 20. H₀: μ = 100 için test istatistiği t'ü bulun.

μ₀ = 100x̄ = 92,67s = 20n = 36
t =
6.Hipotez testleri ve güven aralıklarıZor
z −1,64501,645

100 ölçümlük bir örneklemin ortalaması 123,6. Anakütle standart sapması 12. Ortalama için %90 güven aralığının üst sınırı U'ü bulun.

x̄ = 123,6σ = 12n = 10090%
U =
7.Doğrusal regresyon ve korelasyonOrta
xy165218592065228024842693xy20256080

Tablo, x = °C cinsinden sıcaklık ve y = satılan dondurma için 6 eşleştirilmiş gözlem veriyor. Pearson korelasyon katsayısı r değerini bulun.

n = 6
r =
8.Doğrusal regresyon ve korelasyonZor
xy245356462570672xy246506070x = 5,5

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

n = 5x = 5,5
ŷ =
9.Ki-kare testleriOrta
otobüsbisikletotomobilToplamöğrenciler5201540personel10203060Toplam154045100

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

N = 1002 × 3
χ² =
10.Ki-kare testleriZor

Bir ki-kare uyum iyiliği testi, 6 kategorideki frekansların, ortalaması aynı verilerden tahmin edilen bir Poisson dağılımına uyup uymadığını kontrol ediyor. Testin serbestlik derecesi df kaçtır?

k = 6
df =

3Çözeltiler

1.Normal dağılım

Cevap: P = 0,7532

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 = (172,75 − 178)/7 = −0,75
z₂ = (192,35 − 178)/7 = 2,05

Aradaki alan

P = Φ(2,05) − Φ(−0,75) = 0,9798 − 0,2266 = 0,7532

Cevap

P = 0,7532
2.Normal dağılım

Cevap: P = 0,8133

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 = 25,02 − 25 = 0,02 mm, σ = 0,02236 mm

Standartlaştırın

z = (0 − 0,02)/0,02236 = −0,89

Olasılık

P = 1 − Φ(−0,89) = 0,8133

Cevap

P = 0,8133
3.Güven aralıkları

Cevap: E = 6,911 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 = 51,5 − 49,5 = 2

Standart hata

SE = √(19²/30 + 4²/40) = 3,526

Hata payı

E = 1,96·3,526 = 6,911

Cevap

E = 6,911 h

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

4.Güven aralıkları

Cevap: E = 3,652 kg

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.

Birleştirilmiş standart sapma

sp² = (8·3,5² + 4·4²)/12 = 13,5
sp = 3,674

Hata payı

E = 1,782·3,674·√(1/9 + 1/5) = 3,652

Cevap

E = 3,652 kg
5.Hipotez testleri ve güven aralıkları

Cevap: t = −2,199

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 = 20/√36 = 20/6 = 3,333

Test istatistiği

t = (92,67 − 100)/3,333 = −2,199

Cevap

t = −2,199
t0,025; df = 35 = 2,03

|t| > 2,03, yani H₀ %5 düzeyinde reddedilir (iki yönlü).

6.Hipotez testleri ve güven aralıkları

Cevap: U = 125,6

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 = 1,645·12/√100 = 1,974

Aralık sınırı

U = 123,6 + 1,974 = 125,6

Cevap

U = 125,6
7.Doğrusal regresyon ve korelasyon

Cevap: r = 0,9906

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 = 126/6 = 21
ȳ = 433/6 = 72,17

Kareler ve çarpımlar toplamları

Sxx = Σ(x − x̄)² = 70
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 295
Syy = Σ(y − ȳ)² = 1267

Korelasyon katsayısı

r = 295/√(70·1267) = 0,9906

Cevap

r = 0,9906
8.Doğrusal regresyon ve korelasyon

Cevap: ŷ = 71,2

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 = 20/5 = 4
ȳ = 305/5 = 61

Kareler ve çarpımlar toplamları

Sxx = Σ(x − x̄)² = 10
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 68

Regresyon doğrusu

b = 68/10 = 6,8
a = 61 − 6,8·4 = 33,8
ŷ = 33,8 + 6,8·x

Tahmin

ŷ = 33,8 + 6,8·5,5 = 71,2

Cevap

ŷ = 71,2
9.Ki-kare testleri

Cevap: χ² = 2,778

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: 40·15/100 = 6, 40·40/100 = 16, 40·45/100 = 18
personel: 60·15/100 = 9, 60·40/100 = 24, 60·45/100 = 27

Ki-kare istatistiği

χ² = (5 − 6)²/6 + (20 − 16)²/16 + (15 − 18)²/18 + (10 − 9)²/9 + (20 − 24)²/24 + (30 − 27)²/27
χ² = 2,778

Cevap

χ² = 2,778

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

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 = 6 − 1 − 1 = 4

Cevap

df = 4

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