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
teslimat süreleri, ortalaması 32 min ve standart sapması 6 min olan normal dağılıma uyar. Hangi oran 22,4 ile 38,3 min arasındadır? P değerini ondalık sayı olarak verin.
μ = 32σ = 6x1 = 22,4x2 = 38,3
P =
2.Normal dağılımZor
Delik çapları D normaldir; ortalaması 25,02 mm, standart sapması 0,02 mm. Mil çapları d bağımsızdır ve normaldir; ortalaması 25 mm, standart sapması 0,02 mm. Rastgele seçilen bir mil, D − d > 0 olduğunda yerine oturur. Yerine oturma olasılığını P bulun. z’yi iki ondalığa yuvarlayın.
delik: μ = 25,02 mm, σ = 0,02 mmmil: μ = 25 mm, σ = 0,02 mm
P =
3.Güven aralıklarıOrta
25 gözleme ve bilinen σ’ya dayanan bir ortalama için %99 güven aralığının hata payı 11,1. 100 gözleme dayanan %95 aralığın hata payı E₂ nedir?
99%n₁ = 25E₁ = 11,195%n₂ = 100
E₂ =
4.Güven aralıklarıZor
Anakütle standart sapması 6. Ortalama için %99 güven aralığının hata payının en fazla 1 olması için ne büyüklükte bir örneklem n gerekir?
σ = 6E = 199%
n =
5.Hipotez testleri ve güven aralıklarıOrta
İki öğretim yöntemi karşılaştırılıyor. Grup 1: 17 öğrenci, ortalama puan 62,5, standart sapma 4. Grup 2: 14 öğrenci, ortalama puan 66,3, standart sapma 4. 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 = 17x̄₁ = 62,5s₁ = 4n₂ = 14x̄₂ = 66,3s₂ = 4
t =
6.Hipotez testleri ve güven aralıklarıZor
100 ölçümlük bir örneklemin ortalaması 51,8. Anakütle standart sapması 8. Ortalama için %99 güven aralığının üst sınırı U'ü bulun.
x̄ = 51,8σ = 8n = 10099%
U =
7.Doğrusal regresyon ve korelasyonOrta
Tablo, x = yıl cinsinden araç yaşı ve y = k€ cinsinden fiyat için 6 eşleştirilmiş gözlem veriyor. Pearson korelasyon katsayısı r değerini bulun.
n = 6
r =
8.Doğrusal regresyon ve korelasyonZor
Tablo, x = çalışılan saat ve y = sınav puanı için 5 eşleştirilmiş gözlem veriyor. En küçük kareler doğrusu ŷ = a + b·x’i kullanın. Doğru hangi değer x için ŷ = 63 tahmin eder?
n = 5ŷ = 63
x =
9.Ki-kare testleriOrta
Çapraz tablo gözlenen frekansları gösteriyor. Ki-kare bağımsızlık testi için “kentsel, orta” hücresinin beklenen frekansı E değerini bulun.
satır toplamı = 32sütun toplamı = 43N = 122
E =
10.Ki-kare testleriZor
Bir ki-kare uyum iyiliği testi, 9 kategorideki gözlenen frekansları tam olarak belirlenmiş beklenen oranlarla karşılaştırıyor (verilerden parametre tahmin edilmiyor). Testin serbestlik derecesi df kaçtır?
k = 9
df =
3Çözeltiler
1.Normal dağılım
Cevap: P = 0,7983
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 = (22,4 − 32)/6 = −1,6
z₂ = (38,3 − 32)/6 = 1,05
Aradaki alan
P = Φ(1,05) − Φ(−1,6) = 0,8531 − 0,0548 = 0,7983
Cevap
P = 0,7983
2.Normal dağılım
Cevap: P = 0,7611
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 = 0,02828 mm
Standartlaştırın
z = (0 − 0,02)/0,02828 = −0,71
Olasılık
P = 1 − Φ(−0,71) = 0,7611
Cevap
P = 0,7611
3.Güven aralıkları
Cevap: E₂ = 4,223
Confidence interval for a mean: x̄ ± margin of error. With a known population σ the margin is z·σ/√n; with only the sample standard deviation s, use t with n − 1 degrees of freedom: t·s/√n. Critical values: z = 1,645 (90%), 1,96 (95%), 2,576 (99%). To get a margin E or smaller, you need n ≥ (z·σ/E)², rounded up.
Hata paylarının oranı
E₂/E₁ = (1,96/2,576)·√(25/100) = 0,3804
Yeni hata payı
E₂ = 11,1·0,3804 = 4,223
Cevap
E₂ = 4,223
4.Güven aralıkları
Cevap: n = 239
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 = (2,576·6/1)² = 238,9
Yukarı yuvarlayın
Örneklem büyüklüğü bir tam sayıdır ve aşağı yuvarlamak hata payını fazla büyük yapar.
n = 239
Cevap
n = 239
5.Hipotez testleri ve güven aralıkları
Cevap: t = −2,632
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.
Birleştirilmiş varyans
sp² = (16·4² + 13·4²)/29 = 16
sp = 4
Standart hata
SE = 4·√(1/17 + 1/14) = 1,444
Test istatistiği
t = (62,5 − 66,3)/1,444 = −2,632
Cevap
t = −2,632
df = 29 ile iki yönlü %5 kritik değeri 2,045; |t| daha büyük, yani H₀ reddedilir.
6.Hipotez testleri ve güven aralıkları
Cevap: U = 53,86
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 = 2,576·8/√100 = 2,061
Aralık sınırı
U = 51,8 + 2,061 = 53,86
Cevap
U = 53,86
7.Doğrusal regresyon ve korelasyon
Cevap: r = −0,9765
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 = 115/6 = 19,17
Kareler ve çarpımlar toplamları
Sxx = Σ(x − x̄)² = 17,5
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = −50,5
Syy = Σ(y − ȳ)² = 152,8
Korelasyon katsayısı
r = −50,5/√(17,5·152,8) = −0,9765
Cevap
r = −0,9765
8.Doğrusal regresyon ve korelasyon
Cevap: x = 3,933
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 = 25/5 = 5
ȳ = 347/5 = 69,4
Kareler ve çarpımlar toplamları
Sxx = Σ(x − x̄)² = 40
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 240
Regresyon doğrusu
b = 240/40 = 6
a = 69,4 − 6·5 = 39,4
ŷ = 39,4 + 6·x
x için çözün
x = (63 − 39,4)/6 = 3,933
Cevap
x = 3,933
9.Ki-kare testleri
Cevap: E = 11,28
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 = 32·43/122 = 11,28
Cevap
E = 11,28
10.Ki-kare testleri
Cevap: df = 8
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.