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 = 0,8749

Standart normal eğri altında, z’nin sağındaki gölgeli alan 0,8749 olacak şekilde z’yi sürükleyin. z’yi iki ondalıkla bulun.

A = 0,8749
z =
2.Normal dağılımZor
μ = 178x = ?97,5%

yetişkin erkeklerin boyları, ortalaması 178 cm ve standart sapması 7 cm olan normal dağılıma uyar. Altında kalan değerlerin oranı %97,5 olan x değerini bulun (97,5. yüzdelik).

μ = 178σ = 7P = 97,5%
x = cm
3.Güven aralıklarıOrta
n = 25, s = 7,5L = ?Ux̄ = 36E90%

25 birimlik bir örneklemin ortalaması 36 ve standart sapması s = 7,5. Anakütle yaklaşık olarak normaldir. Ortalama için %90 güven aralığının alt sınırını bulun.

n = 25x̄ = 36s = 7,590%t(24) = 1,711
alt sınır =
4.Güven aralıklarıZor
μ₁ − μ₂, t(19) = 2,0930LU = ?x̄₁ − x̄₂E95%

İki gübre test ediliyor. Parsel grubu 1: 12 parsel, ortalama verim 42,5 kg, standart sapma 8 kg. Parsel grubu 2: 9 parsel, ortalama 45 kg, standart sapma 8 kg. Varyansları eşit kabul edin (birleştirilmiş t, df = n₁ + n₂ − 2). μ₁ − μ₂ için %95 güven aralığının üst sınırını bulun.

n₁ = 12x̄₁ = 42,5s₁ = 8n₂ = 9x̄₂ = 45s₂ = 895%t(19) = 2,093
üst sınır = kg
5.Hipotez testleri ve güven aralıklarıOrta
−2,0452,045t = ?df = 29

İki öğretim yöntemi karşılaştırılıyor. Grup 1: 21 öğrenci, ortalama puan 86,5, standart sapma 8. Grup 2: 10 öğrenci, ortalama puan 79, standart sapma 5. 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 = 21x̄₁ = 86,5s₁ = 8n₂ = 10x̄₂ = 79s₂ = 5
t =
6.Hipotez testleri ve güven aralıklarıZor
H₀H₁μ₀x̄cμ₀ + 1,5α = 0,05βσ = 5, güç 80%, n = ?

α = 0,05 düzeyindeki tek yönlü bir z testi, ortalamadaki 1,5 birimlik bir kaymayı %80 güçle saptamalıdır. Standart sapma 5. En küçük örneklem büyüklüğü n değerini bulun.

α = 0,05güç = 80%δ = 1,5σ = 5zα = 1,645zβ = 0,842
n =
7.Doğrusal regresyon ve korelasyonOrta
xy369476574686797899xy468708090100

Tablo, x = çalışılan saat ve y = sınav puanı için 6 eşleştirilmiş gözlem veriyor. En küçük kareler doğrusunun belirlilik katsayısı r² değerini bulun.

n = 6
r² =
8.Doğrusal regresyon ve korelasyonZor
xy17572068238026902996xy2025306080100ŷ = 73

Tablo, x = °C cinsinden sıcaklık ve y = satılan dondurma için 5 eşleştirilmiş gözlem veriyor. En küçük kareler doğrusu ŷ = a + b·x’i kullanın. Doğru hangi değer x için ŷ = 73 tahmin eder?

n = 5ŷ = 73
x =
9.Ki-kare testleriOrta
kusursuzküçük kusurbüyük kusurToplamgündüz vardiyası242353100gece vardiyası12313780Toplam365490180

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

N = 1802 × 3
χ² =
10.Ki-kare testleriZor

Bir ki-kare uyum iyiliği testi, 8 kategorideki frekansların, ortalaması aynı verilerden tahmin edilen bir Poisson dağılımına uyup uymadığını kontrol ediyor. Testin serbestlik derecesi df kaçtır?

k = 8
df =

3Çözeltiler

1.Normal dağılım

Cevap: z = −1,15

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 − 0,8749 = 0,1251

z tablosunu tersten okuyun

Tablonun içinde 0,1251 değerini bulun ve z’yi okuyun.

z = −1,15

Cevap

z = −1,15
2.Normal dağılım

Cevap: x = 191,7 cm

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) = 0,975 → z = 1,96

x’e geri dönüş

x = 178 + 1,96·7 = 191,72 cm

Cevap

x = 191,72 cm
3.Güven aralıkları

Cevap: alt sınır = 33,43

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.

Kritik değer

df = n − 1 = 24, t = 1,711

Hata payı

E = 1,711·7,5/√25 = 2,567

Aralık

36 ± 2,567 → [33,43, 38,57]

Cevap

alt sınır = 33,43
4.Güven aralıkları

Cevap: üst sınır = 4,883 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 = (11·8² + 8·8²)/19 = 64
sp = 8

Hata payı

E = 2,093·8·√(1/12 + 1/9) = 7,383

Aralık

−2,5 ± 7,383 → [−9,883, 4,883]

Cevap

üst sınır = 4,883 kg
5.Hipotez testleri ve güven aralıkları

Cevap: t = 2,71

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 = (20·8² + 9·5²)/29 = 51,9
sp = 7,204

Standart hata

SE = 7,204·√(1/21 + 1/10) = 2,768

Test istatistiği

t = (86,5 − 79)/2,768 = 2,71

Cevap

t = 2,71

df = 29 ile iki yönlü %5 kritik değeri 2,045; |t| daha büyük, yani H₀ reddedilir.

6.Hipotez testleri ve güven aralıkları

Cevap: n = 69

Test için örneklem büyüklüğü: α düzeyindeki tek yönlü bir z testinde gerçek bir δ kaymasını 1 − β gücüyle saptamak için standart hata δ = (z_α + z_β)·σ/√n’yi sağlamalıdır; yani n = ((z_α + z_β)·σ/δ)², yukarı yuvarlanır.

n'yi çözün

n = ((1,645 + 0,842)·5/1,5)² = 68,72

Yukarı yuvarlayın

n = 69

Cevap

n = 69
7.Doğrusal regresyon ve korelasyon

Cevap: r² = 0,9207

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 = 501/6 = 83,5

Kareler ve çarpımlar toplamları

Sxx = Σ(x − x̄)² = 17,5
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 112,5
Syy = Σ(y − ȳ)² = 785,5

Belirlilik katsayısı

r² = 112,5²/(17,5·785,5) = 0,9207

Cevap

r² = 0,9207

y’deki değişimin yaklaşık %92,07’ı doğru tarafından açıklanır.

8.Doğrusal regresyon ve korelasyon

Cevap: x = 21,44

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 = 115/5 = 23
ȳ = 391/5 = 78,2

Kareler ve çarpımlar toplamları

Sxx = Σ(x − x̄)² = 90
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 300

Regresyon doğrusu

b = 300/90 = 3,333
a = 78,2 − 3,333·23 = 1,533
ŷ = 1,533 + 3,333·x

x için çözün

x = (73 − 1,533)/3,333 = 21,44

Cevap

x = 21,44
9.Ki-kare testleri

Cevap: χ² = 5,88

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: 100·36/180 = 20, 100·54/180 = 30, 100·90/180 = 50
gece vardiyası: 80·36/180 = 16, 80·54/180 = 24, 80·90/180 = 40

Ki-kare istatistiği

χ² = (24 − 20)²/20 + (23 − 30)²/30 + (53 − 50)²/50 + (12 − 16)²/16 + (31 − 24)²/24 + (37 − 40)²/40
χ² = 5,88

Cevap

χ² = 5,88

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

10.Ki-kare testleri

Cevap: df = 6

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 = 8 − 1 − 1 = 6

Cevap

df = 6

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