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 = 0,7813

Standart normal eğri altında, −z ile z arasındaki gölgeli alan 0,7813 olacak şekilde z’yi sürükleyin. z’yi iki ondalıkla bulun.

A = 0,7813
z =
2.Normal dağılımZor
μ = 32x = ?99%

teslimat süreleri, ortalaması 32 min ve standart sapması 6 min olan normal dağılıma uyar. Altında kalan değerlerin oranı %99 olan x değerini bulun (99. yüzdelik).

μ = 32σ = 6P = 99%
x = min
3.Güven aralıklarıOrta
n = 8, sd​ = 7,70LU = ?d̄ = 2,6E90%

8 hastanın kan basıncı bir tedaviden önce ve sonra ölçülüyor. d = önce − sonra farklarının (mmHg) ortalaması 2,6 ve standart sapması 7,7. Ortalama fark için %90 güven aralığının üst sınırını bulun.

n = 8d̄ = 2,6sd = 7,790%t(7) = 1,895
üst sınır = mmHg
4.Güven aralıklarıZor
μ₁ − μ₂, t(19) = 2,8610LU = ?x̄₁ − x̄₂E99%

İki gübre test ediliyor. Parsel grubu 1: 8 parsel, ortalama verim 33 kg, standart sapma 2 kg. Parsel grubu 2: 13 parsel, ortalama 35 kg, standart sapma 5,5 kg. Varyansları eşit kabul edin (birleştirilmiş t, df = n₁ + n₂ − 2). μ₁ − μ₂ için %99 güven aralığının üst sınırını bulun.

n₁ = 8x̄₁ = 33s₁ = 2n₂ = 13x̄₂ = 35s₂ = 5,599%t(19) = 2,861
üst sınır = kg
5.Hipotez testleri ve güven aralıklarıOrta
−1,961,96z = ?

İki üretim hattı aynı parçayı üretiyor. Hat 1: 40 parçalık bir örneklemin ortalama uzunluğu 51,5 mm ve hattın bilinen standart sapması 8 mm. Hat 2: 60 parçalık bir örneklemin ortalaması 48,2 mm, bilinen standart sapması 10 mm. Farkı x̄₁ − x̄₂ (hat 1 eksi hat 2) alarak H₀: μ₁ = μ₂ için test istatistiği z değerini bulun.

n₁ = 40x̄₁ = 51,5 mmσ₁ = 8 mmn₂ = 60x̄₂ = 48,2 mmσ₂ = 10 mm
z =
6.Hipotez testleri ve güven aralıklarıZor
μ₀x̄c

H₀: μ = 100’a karşı H₁: μ < 100 için tek yönlü bir z testi, 25 büyüklüğünde bir örneklemle α = 0.05 düzeyinde yapılıyor; standart sapmanın 10 olduğu biliniyor. Gerçekte ortalama 95’tir. Testin gücü 1 − β değerini yüzde olarak bulun.

μ₀ = 100μ = 95σ = 10n = 25α = 0,05
1 − β = %
7.Doğrusal regresyon ve korelasyonOrta
xy2114176268321039xy51010203040

Tablo, x = kN cinsinden yük ve y = mm cinsinden uzama için 5 eşleştirilmiş gözlem veriyor. Toplamları verilmiştir. Bu toplamlardan Pearson korelasyon katsayısı r değerini bulun.

n = 5Σx = 30Σy = 125Σx² = 220Σy² = 3631Σxy = 892
r =
8.Doğrusal regresyon ve korelasyonZor
xy254146168251032xy510102030x = 3

Tablo, x = kN cinsinden yük ve y = mm cinsinden uzama için 5 eşleştirilmiş gözlem veriyor. En küçük kareler doğrusu ŷ = a + b·x’i kullanın. Yeni bir gözlem (3, 7) yapılıyor. Artığı e = y − ŷ değerini bulun.

n = 5(3, 7)
e =
9.Ki-kare testleriOrta
kusursuzküçük kusurbüyük kusurToplamgündüz vardiyası7322160gece vardiyası882440Toplam154045100

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

3 satır ve 6 sütunlu (toplamlar sayılmadan) bir çapraz tablo üzerinde ki-kare bağımsızlık testi yapılıyor. Testin serbestlik derecesi df kaçtır?

3 × 6
df =

3Çözeltiler

1.Normal dağılım

Cevap: z = 1,23

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 + 0,7813)/2 = 0,8907

z tablosunu tersten okuyun

Tablonun içinde 0,8907 değerini bulun ve z’yi okuyun.

z = 1,23

Cevap

z = 1,23
2.Normal dağılım

Cevap: x = 45,96 min

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) = 0,99 → z = 2,326

x’e geri dönüş

x = 32 + 2,326·6 = 45,96 min

Cevap

x = 45,96 min
3.Güven aralıkları

Cevap: üst sınır = 7,759 mmHg

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.

Kritik değer

df = 7, t = 1,895

Hata payı

E = 1,895·7,7/√8 = 5,159

Aralık

2,6 ± 5,159 → [−2,559, 7,759]

Cevap

üst sınır = 7,759 mmHg
4.Güven aralıkları

Cevap: üst sınır = 3,832 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 = (7·2² + 12·5,5²)/19 = 20,58
sp = 4,536

Hata payı

E = 2,861·4,536·√(1/8 + 1/13) = 5,832

Aralık

−2 ± 5,832 → [−7,832, 3,832]

Cevap

üst sınır = 3,832 kg
5.Hipotez testleri ve güven aralıkları

Cevap: z = 1,826

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.

Farkın standart hatası

SE = √(8²/40 + 10²/60) = √3,267 = 1,807

Test istatistiği

z = (51,5 − 48,2)/1,807 = 1,826

Cevap

z = 1,826

|z| < 1.96, yani H₀ %5 düzeyinde reddedilmez (iki yönlü).

6.Hipotez testleri ve güven aralıkları

Cevap: 1 − β = 80,37 %

Testin gücü: güç = 1 − β, H₀ yanlışken onu reddetme olasılığıdır. μ₀ ve z_α’dan x̄c kesim noktasını bulun, sonra gerçek ortalamayı kullanarak x̄c’nin ötesine düşme olasılığını hesaplayın: z = (x̄c − μ)/(σ/√n).

Kritik örneklem ortalaması

SE = 10/√25 = 2
x̄c = 100 − 1,645·2 = 96,71

Gerçek ortalama altında z

z = (96,71 − 95)/2 = 0,855

Güç

güç = P(Z < 0.855) = 80.37%
1 − β = 80,37%

Cevap

1 − β = 80,37%
7.Doğrusal regresyon ve korelasyon

Cevap: r = 0,9981

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 = 892 − 30·125/5 = 142
Sxx = 220 − 30²/5 = 40
Syy = 3631 − 125²/5 = 506

Korelasyon katsayısı

r = 142/√(40·506) = 0,9981

Cevap

r = 0,9981
8.Doğrusal regresyon ve korelasyon

Cevap: e = −1,65

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 = 92/5 = 18,4

Kareler ve çarpımlar toplamları

Sxx = Σ(x − x̄)² = 40
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 130

Regresyon doğrusu

b = 130/40 = 3,25
a = 18,4 − 3,25·6 = −1,1
ŷ = −1,1 + 3,25·x

Tahmin edilen değer

ŷ = −1,1 + 3,25·3 = 8,65

Artık

e = 7 − 8,65 = −1,65

Cevap

e = −1,65

Nokta doğrunun altındadır.

9.Ki-kare testleri

Cevap: χ² = 11,11

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

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

Ki-kare istatistiği

χ² = (7 − 9)²/9 + (32 − 24)²/24 + (21 − 27)²/27 + (8 − 6)²/6 + (8 − 16)²/16 + (24 − 18)²/18
χ² = 11,11

Cevap

χ² = 11,11

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

10.Ki-kare testleri

Cevap: df = 10

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 = (3 − 1)·(6 − 1) = 10

Cevap

df = 10

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