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 = 0,9615

Standart normal eğri altında, −z ile z arasındaki gölgeli alan 0,9615 olacak şekilde z’yi sürükleyin. z’yi iki ondalıkla bulun.

A = 0,9615
z =
2.Normal dağılımZor
0,02 mm0D − d?

Delik çapları D normaldir; ortalaması 25,02 mm, standart sapması 0,01 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 = 0,01 mmmil: μ = 25 mm, σ = 0,01 mm
P =
3.Güven aralıklarıOrta
x̄E₁ = 2,595%, n = 50x̄E₂ = ?99%, n = 50

50 gözleme ve bilinen σ’ya dayanan bir ortalama için %95 güven aralığının hata payı 2,5. Aynı verilerden elde edilen %99 aralığın hata payı E₂ nedir?

95%n₁ = 50E₁ = 2,599%
E₂ =
4.Güven aralıklarıZor
n = 20Lσ = ?s = 4,295%

İşlenmiş 20 milin çaplarının örneklem standart sapması 4,2 µm’dir. Çapların normal dağıldığını varsayarak anakütle standart sapması için %95 güven aralığının üst sınır σ değerini bulun. df = 19 ile χ² dağılımının %2,5’i 8,907 değerinin altında, %2,5’i 32,852 değerinin üstündedir.

n = 20s = 4,2 µmχ² = 8,907, 32,852
σ = µm
5.Hipotez testleri ve güven aralıklarıOrta
−2,1452,145t = ?df = 14

15 çalışan bir eğitim kursundan önce ve sonra yazma testine giriyor. Her kişi için d = sonra − önce farkı (dakikadaki kelime) kaydediliyor. Ortalama fark 8,21 ve farkların standart sapması 10,6. H₀: μd = 0 için eşleştirilmiş test istatistiği t değerini bulun.

n = 15d̄ = 8,21sd = 10,6
t =
6.Hipotez testleri ve güven aralıklarıZor
μ₀x̄c

H₀: μ = 200’a karşı H₁: μ > 200 için tek yönlü bir z testi, 36 büyüklüğünde bir örneklemle α = 0,10 düzeyinde yapılıyor; standart sapmanın 18 olduğu biliniyor. Gerçekte ortalama 209’tir. Testin gücü 1 − β değerini yüzde olarak bulun.

μ₀ = 200μ = 209σ = 18n = 36α = 0,10
1 − β = %
7.Doğrusal regresyon ve korelasyonOrta
xy156317841993211082311325129xy152025100

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
xy24486118141013xy51051015ŷ = 6

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. Doğru hangi değer x için ŷ = 6 tahmin eder?

n = 5ŷ = 6
x =
9.Ki-kare testleriOrta
otobüsbisikletotomobilToplamöğrenciler12173160personel203149100Toplam324880160

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

N = 1602 × 3
χ² =
10.Ki-kare testleriZor
geçtikaldıToplamhat 1261440hat 23961100hat 3352560Toplam100100200dfα = 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 = 2003 × 2α = 0,05
χ² =

3Çözeltiler

1.Normal dağılım

Cevap: z = 2,07

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 + 0,9615)/2 = 0,9808

z tablosunu tersten okuyun

Tablonun içinde 0,9808 değerini bulun ve z’yi okuyun.

z = 2,07

Cevap

z = 2,07
2.Normal dağılım

Cevap: P = 0,9207

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 = 0,01414 mm

Standartlaştırın

z = (0 − 0,02)/0,01414 = −1,41

Olasılık

P = 1 − Φ(−1,41) = 0,9207

Cevap

P = 0,9207
3.Güven aralıkları

Cevap: E₂ = 3,286

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 = (2,576/1,96)·√(50/50) = 1,314

Yeni hata payı

E₂ = 2,5·1,314 = 3,286

Cevap

E₂ = 3,286
4.Güven aralıkları

Cevap: σ = 6,134 µm

Bir varyans için aralık: (n − 1)s²/σ², n − 1 serbestlik dereceli bir χ² dağılımına sahiptir. σ² için %95 aralık, (n − 1)s²’nin üst χ² değerine (üstünde %2,5) bölümünden, alt χ² değerine (altında %2,5) bölümüne kadar uzanır; σ için aralık iki sınırın kareköküdür. s etrafında simetrik değildir.

Kareler toplamı

(n − 1)s² = 19·4,2² = 335,2

σ² için sınırlar

335,2/32,852 = 10,2
335,2/8,907 = 37,63

σ için sınır

σ = √37,63 = 6,134 µm

Cevap

σ = 6,134 µm

σ için %95 aralık: [3,194, 6,134] µm.

5.Hipotez testleri ve güven aralıkları

Cevap: t = 3

Testing a mean: the test statistic measures how many standard errors the sample mean lies from the value claimed in H₀: z = (x̄ − μ₀)/(σ/√n) when σ is known, t = (x̄ − μ₀)/(s/√n) when it is estimated from the sample. A confidence interval is x̄ ± (critical value)·(standard error).

Ortalama farkın standart hatası

SE = 10,6/√15 = 2,737

Test istatistiği

t = 8,21/2,737 = 3

Cevap

t = 3

df = 14 ile iki yönlü %5 kritik değeri 2,145; |t| daha büyük, yani H₀ reddedilir.

6.Hipotez testleri ve güven aralıkları

Cevap: 1 − β = 95,71 %

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 = 18/√36 = 3
x̄c = 200 + 1,282·3 = 203,8

Gerçek ortalama altında z

z = (203,8 − 209)/3 = −1,718

Güç

güç = P(Z > −1,718) = 95,71%
1 − β = 95,71%

Cevap

1 − β = 95,71%
7.Doğrusal regresyon ve korelasyon

Cevap: r = 0,988

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 = 120/6 = 20
ȳ = 590/6 = 98,33

Kareler ve çarpımlar toplamları

Sxx = Σ(x − x̄)² = 70
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 432
Syy = Σ(y − ȳ)² = 2731

Korelasyon katsayısı

r = 432/√(70·2731) = 0,988

Cevap

r = 0,988
8.Doğrusal regresyon ve korelasyon

Cevap: x = 2,667

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 = 50/5 = 10

Kareler ve çarpımlar toplamları

Sxx = Σ(x − x̄)² = 40
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 48

Regresyon doğrusu

b = 48/40 = 1,2
a = 10 − 1,2·6 = 2,8
ŷ = 2,8 + 1,2·x

x için çözün

x = (6 − 2,8)/1,2 = 2,667

Cevap

x = 2,667
9.Ki-kare testleri

Cevap: χ² = 0,1422

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: 60·32/160 = 12, 60·48/160 = 18, 60·80/160 = 30
personel: 100·32/160 = 20, 100·48/160 = 30, 100·80/160 = 50

Ki-kare istatistiği

χ² = (12 − 12)²/12 + (17 − 18)²/18 + (31 − 30)²/30 + (20 − 20)²/20 + (31 − 30)²/30 + (49 − 50)²/50
χ² = 0,1422

Cevap

χ² = 0,1422

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

10.Ki-kare testleri

Cevap: χ² = 10,11

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

hat 1: 20, 20
hat 2: 50, 50
hat 3: 30, 30

Ki-kare istatistiği

χ² = (26 − 20)²/20 + (14 − 20)²/20 + (39 − 50)²/50 + (61 − 50)²/50 + (35 − 30)²/30 + (25 − 30)²/30
χ² = 10,11

Karar

df = 2, χ²crit = 5,991
10,11 > 5,991

Cevap

χ² = 10,11

χ² kritik değerin üzerindedir, bu yüzden H₀ reddedilir: değişkenler ilişkili görünüyor.

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