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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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.
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.