Thống kê nhập môn: gói ôn nước rút

Bảng công thức, các bước phương pháp chính cho từng chủ đề và 12 bài tập, kèm lời giải đầy đủ ở cuối.

Bài mớiQuay lại môn học

Trong cửa sổ in, hãy chọn “Lưu dưới dạng PDF” để giữ một bản trên thiết bị của bạn.

1Công thức và phương pháp

Thống kê mô tả

Trung bình
x̄ = Σx/n
Độ lệch chuẩn mẫu
s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1))
Trung vị
giá trị ở giữa của dữ liệu đã sắp xếp
Điểm z
z = (x − μ)/σ
Phân phối chuẩn
68% nằm trong ±1σ, 95% nằm trong ±2σ

Xác suất

Biến cố bù
P(not A) = 1 − P(A)
Quy tắc cộng
P(A ∪ B) = P(A) + P(B) − P(A ∩ B)
Biến cố độc lập
P(A ∩ B) = P(A)·P(B)
Xác suất có điều kiện
P(A|B) = P(A ∩ B)/P(B)
Nhị thức
P(X = k) = C(n,k)·pk(1 − p)n−k

Phân phối chuẩn

Điểm z
z = (x − μ)/σ
Dưới x
P(X < x) = Φ(z)
Trên x
P(X > x) = 1 − Φ(z)
Giữa
Φ(z2) − Φ(z1)
Phân vị
x = μ + z·σ

Phương pháp

  1. Đổi giá trị sang điểm z: z = (x − μ)/σ.
  2. Tra Φ(z), diện tích bên trái z.
  3. Với diện tích bên phải dùng 1 − Φ(z); với một khoảng thì trừ hai diện tích bên trái.
  4. Với phân vị, làm ngược lại: tìm z cho diện tích, rồi x = μ + z·σ.

Khoảng tin cậy

biết σ
x̄ ± z·σ/√n
chưa biết σ
x̄ ± t·s/√n, df = n − 1
z tới hạn
90%: 1,645, 95%: 1,96, 99%: 2,576
Cỡ mẫu
n = (z·σ/E)², rounded up

Phương pháp

  1. Quyết định giữa z (biết σ của tổng thể) và t (chỉ có s của mẫu, với n − 1 bậc tự do).
  2. Tìm giá trị tới hạn cho mức tin cậy.
  3. Sai số biên: E = giá trị tới hạn × độ lệch chuẩn/√n.
  4. Khoảng: x̄ ± E.

Kiểm định giả thuyết và khoảng tin cậy

Kiểm định z cho giá trị trung bình
z = (x̄ − μ0)/(σ/√n)
Kiểm định t cho giá trị trung bình
t = (x̄ − μ0)/(s/√n), df = n − 1
Hai phía ở mức 5%
bác bỏ H0 nếu |z| > 1,96
Khoảng tin cậy
x̄ ± z·σ/√n

Phương pháp

  1. Nêu H₀ và H₁ và quyết định kiểm định một phía hay hai phía.
  2. Tính thống kê kiểm định: (x̄ − μ₀)/(σ/√n), hoặc với s và t.
  3. So sánh với giá trị tới hạn, hoặc tìm giá trị p.
  4. Bác bỏ H₀ nếu thống kê vượt quá giá trị tới hạn (p dưới α), và nêu kết luận bằng lời.

Hồi quy tuyến tính và tương quan

Tổng bình phương
Sxx = Σ(x − x̄)² = Σx² − (Σx)²/n, Sxy = Σxy − ΣxΣy/n
Hệ số góc
b = Sxy/Sxx
Hệ số chặn
a = ȳ − b·x̄
Tương quan
r = Sxy/√(SxxSyy)
Phần dư
e = y − ŷ

2Bài tập

1.Thống kê mô tảTrung bình
16182022242628303234

Tìm độ lệch chuẩn mẫu s của dữ liệu: 28, 15, 35, 21, 27.

n = 5
s =
2.Thống kê mô tảKhó
z −2−1012

Điểm thi có phân phối chuẩn với trung bình 500 và độ lệch chuẩn 40. Tìm điểm z z của điểm số 420.

μ = 500σ = 40x = 420
z =
3.Xác suấtTrung bình
n = 12k = 5N = ?

Có bao nhiêu cách N chọn một ủy ban gồm 5 người từ một nhóm 12 người? Thứ tự không quan trọng.

n = 12k = 5
N =
4.Xác suấtKhó
€p(x)−20,820,15180,05

Một trò chơi tốn €2 mỗi lượt. Bạn thắng €4 với xác suất 0,15 và €20 với xác suất 0,05; nếu không bạn không thắng gì. Tiền cược không được trả lại. Tìm lợi nhuận ròng kỳ vọng E(G) mỗi lượt.

tiền cược = €2€4: p = 0,15€20: p = 0,05
E(G) = €
5.Phân phối chuẩnTrung bình
−3−2−10123zvùng tô bóng giữa −z và z = 0,4177

Kéo z sao cho diện tích tô bóng giữa −z và z dưới đường cong chuẩn tắc bằng 0,4177. Tìm z với hai chữ số thập phân.

A = 0,4177
z =
6.Phân phối chuẩnKhó
μ = 65x = ?5%

điểm thi có phân phối chuẩn với trung bình 65 điểm và độ lệch chuẩn 10 điểm. Tìm giá trị x mà 5% trong số chúng nằm dưới (phân vị thứ 5).

μ = 65σ = 10P = 5%
x = điểm
7.Khoảng tin cậyTrung bình
n = 30, s = 13LUx̄ = 27E = ?90%

Một mẫu 30 phần tử có trung bình 27 và độ lệch chuẩn s = 13. Tổng thể xấp xỉ chuẩn. Tìm sai số biên E của khoảng tin cậy 90% cho giá trị trung bình.

n = 30x̄ = 27s = 1390%t(29) = 1,699
E =
8.Khoảng tin cậyKhó
μ₁ − μ₂, t(19) = 1,7290LUx̄₁ − x̄₂E = ?90%

Hai loại phân bón được thử nghiệm. Nhóm ô 1: 12 ô, năng suất trung bình 12,5 kg, độ lệch chuẩn 2 kg. Nhóm ô 2: 9 ô, trung bình 16 kg, độ lệch chuẩn 6,5 kg. Giả sử các phương sai bằng nhau (t gộp, df = n₁ + n₂ − 2). Tìm sai số biên E của khoảng tin cậy 90% cho μ₁ − μ₂.

n₁ = 12x̄₁ = 12,5s₁ = 2n₂ = 9x̄₂ = 16s₂ = 6,590%t(19) = 1,729
E = kg
9.Kiểm định giả thuyết và khoảng tin cậyTrung bình
1,56p = ?

Trung bình của một tổng thể được cho là 100; độ lệch chuẩn tổng thể đã biết là 18. Một mẫu ngẫu nhiên gồm 36 quan sát có trung bình 104,68. Kiểm định H₀: μ = 100 với H₁: μ > 100. Tìm giá trị p p.

μ₀ = 100σ = 18n = 36x̄ = 104,68H₁: μ > μ₀
p =
10.Kiểm định giả thuyết và khoảng tin cậyKhó
−1,961,96z = ?

Trong một thử nghiệm, 175 trong 250 bệnh nhân dùng phương pháp điều trị A hồi phục, và 76 trong 120 bệnh nhân dùng phương pháp B. Dùng tỉ lệ gộp, tìm thống kê kiểm định z cho H₀: p₁ = p₂.

x₁ = 175n₁ = 250x₂ = 76n₂ = 120
z =
11.Hồi quy tuyến tính và tương quanTrung bình
xy128223326422521620xy2462025

Bảng cho 6 cặp quan sát của x = tuổi xe theo năm và y = giá theo nghìn €. Các tổng của chúng đã cho. Tìm hệ số tương quan Pearson r từ các tổng này.

n = 6Σx = 21Σy = 140Σx² = 91Σy² = 3314Σxy = 465
r =
12.Hồi quy tuyến tính và tương quanKhó
xy141351564778989xy5406080x = 4

Bảng cho 5 cặp quan sát của x = chi phí quảng cáo theo nghìn € và y = doanh số theo nghìn €. Dùng đường thẳng bình phương tối thiểu ŷ = a + b·x. Một quan sát mới (4, 62) được ghi nhận. Tìm sai số dư e = y − ŷ.

n = 5(4, 62)
e =

3Dung dịch

1.Thống kê mô tả

Đáp số: s = 7,563

Thống kê mô tả: trung bình là tổng chia cho n; trung vị là giá trị ở giữa của dữ liệu đã sắp xếp (trung bình của hai giá trị giữa khi n chẵn). Độ lệch chuẩn mẫu là s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1)). Điểm z z = (x − μ)/σ cho biết một giá trị cách trung bình bao nhiêu độ lệch chuẩn.

Trung bình

x̄ = 126/5 = 25,2

Bình phương các độ lệch

Σ(x − x̄)² = 2,8² + (−10,2)² + 9,8² + (−4,2)² + 1,8² = 228,8

Độ lệch chuẩn

s = √(228,8/4) = 7,563

Đáp số

s = 7,563
2.Thống kê mô tả

Đáp số: z = −2

Thống kê mô tả: trung bình là tổng chia cho n; trung vị là giá trị ở giữa của dữ liệu đã sắp xếp (trung bình của hai giá trị giữa khi n chẵn). Độ lệch chuẩn mẫu là s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1)). Điểm z z = (x − μ)/σ cho biết một giá trị cách trung bình bao nhiêu độ lệch chuẩn.

Chuẩn hóa

z = (420 − 500)/40 = −2

Đáp số

z = −2
3.Xác suất

Đáp số: N = 792

Xác suất: với các kết quả đồng khả năng, P(A) = thuận lợi/tổng. Với các biến cố độc lập thì nhân: P(A và B) = P(A)·P(B). Biến cố bù thường có ích: P(ít nhất một) = 1 − P(không có). Nhị thức: trong n phép thử độc lập với xác suất thành công p, P(X = k) = C(n, k)·pᵏ·(1 − p)ⁿ⁻ᵏ.

Tổ hợp

C(12, 5) = (12·11·10·9·8)/(5·4·3·2·1) = 792

Đáp số

N = 792
4.Xác suất

Đáp số: E(G) = −0,4 €

Biến ngẫu nhiên rời rạc: một phân bố xác suất liệt kê mọi giá trị x mà biến có thể nhận cùng xác suất p(x) của nó; các xác suất nằm giữa 0 và 1 và có tổng bằng 1. Giá trị kỳ vọng (trung bình) là E(X) = Σx·p(x), trung bình dài hạn. Phương sai là Var(X) = Σ(x − μ)²·p(x) = E(X²) − μ², và độ lệch chuẩn σ = √Var(X). Với phép biến đổi tuyến tính Y = aX + b: E(Y) = a·E(X) + b, Var(Y) = a²·Var(X) và σY = |a|·σX; cộng một hằng số không làm thay đổi độ phân tán.

Các kết quả ròng

G: 2 (p = 0,15), 18 (p = 0,05), −2 (p = 0,8)

Giá trị kỳ vọng

E(G) = 2·0,15 + 18·0,05 − 2·0,8 = −0,4 €

Đáp số

E(G) = −0,4 €

Giá trị âm nghĩa là trung bình bạn thua tiền.

5.Phân phối chuẩn

Đáp số: z = 0,55

Từ diện tích trở lại z: Φ(z) là diện tích bên trái z. Với diện tích đuôi trái A, tìm z sao cho Φ(z) = A trong bảng. Diện tích đuôi phải A nghĩa là Φ(z) = 1 − A. Diện tích ở giữa A nằm giữa −z và z để lại (1 − A)/2 ở mỗi đuôi, nên Φ(z) = (1 + A)/2. Với một giá trị x, dùng x = μ + zσ.

Diện tích bên trái z

Φ(z) = (1 + 0,4177)/2 = 0,7088

Đọc bảng z theo chiều ngược lại

Tìm 0,7088 bên trong bảng và đọc ra z.

z = 0,55

Đáp số

z = 0,55
6.Phân phối chuẩn

Đáp số: x = 48,55 điểm

Phân phối chuẩn: đổi một giá trị x sang điểm z, z = (x − μ)/σ, đếm số độ lệch chuẩn tính từ giá trị trung bình. Bảng z (hay Φ(z)) cho diện tích bên trái z, tức là P(X < x). Diện tích bên phải là 1 − Φ(z), và diện tích giữa hai giá trị là hiệu của hai diện tích đó.

z của phân vị

Φ(z) = 0,05 → z = −1,645

Quay lại x

x = 65 + −1,645·10 = 48,55 điểm

Đáp số

x = 48,55 điểm
7.Khoảng tin cậy

Đáp số: E = 4,033

Khoảng tin cậy cho giá trị trung bình: x̄ ± sai số biên. Khi biết σ của tổng thể, sai số biên là z·σ/√n; khi chỉ có độ lệch chuẩn mẫu s, dùng t với n − 1 bậc tự do: t·s/√n. Giá trị tới hạn: z = 1,645 (90%), 1,96 (95%), 2,576 (99%). Để có sai số biên E hoặc nhỏ hơn, cần n ≥ (z·σ/E)², làm tròn lên.

Giá trị tới hạn

df = n − 1 = 29, t = 1,699

Sai số biên

E = 1,699·13/√30 = 4,033

Đáp số

E = 4,033
8.Khoảng tin cậy

Đáp số: E = 3,419 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.

Độ lệch chuẩn gộp

sp² = (11·2² + 8·6,5²)/19 = 20,11
sp = 4,484

Sai số biên

E = 1,729·4,484·√(1/12 + 1/9) = 3,419

Đáp số

E = 3,419 kg
9.Kiểm định giả thuyết và khoảng tin cậy

Đáp số: p = 0,05938

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.

Thống kê kiểm định

SE = σ/√n = 18/√36 = 3
z = (104,68 − 100)/3 = 1,56

Diện tích đuôi

Φ(1,56) = 0,9406
1 − Φ(1,56) = 0,0594

Giá trị p

p = 0,05938

Đáp số

p = 0,05938

p > 0,05, nên H₀ không bị bác bỏ ở mức 5%.

10.Kiểm định giả thuyết và khoảng tin cậy

Đáp số: z = 1,285

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.

Các tỉ lệ mẫu

p̂₁ = 175/250 = 0,7
p̂₂ = 76/120 = 0,6333
p̂ = 251/370 = 0,6784

Sai số chuẩn theo H₀

SE = √(0,6784·0,3216·(1/250 + 1/120)) = 0,05187

Thống kê kiểm định

z = (0,7 − 0,6333)/0,05187 = 1,285

Đáp số

z = 1,285

|z| < 1.96, nên H₀ không bị bác bỏ ở mức 5% (hai phía).

11.Hồi quy tuyến tính và tương quan

Đáp số: r = −0,8686

Hồi quy bình phương tối thiểu: với x̄ và ȳ là các giá trị trung bình, Sxx = Σ(x − x̄)², Syy = Σ(y − ȳ)² và Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ), đường thẳng ŷ = a + b·x có hệ số góc b = Sxy/Sxx và hệ số chặn a = ȳ − b·x̄, nên luôn đi qua (x̄, ȳ). Hệ số tương quan Pearson r = Sxy/√(Sxx·Syy) nằm trong khoảng từ −1 đến 1; r² là tỉ lệ biến thiên của y được giải thích bởi đường thẳng.

Các tổng đã tâm hóa

Sxy = 465 − 21·140/6 = −25
Sxx = 91 − 21²/6 = 17,5
Syy = 3314 − 140²/6 = 47,33

Hệ số tương quan

r = −25/√(17,5·47,33) = −0,8686

Đáp số

r = −0,8686
12.Hồi quy tuyến tính và tương quan

Đáp số: e = 3,55

Hồi quy bình phương tối thiểu: với x̄ và ȳ là các giá trị trung bình, Sxx = Σ(x − x̄)², Syy = Σ(y − ȳ)² và Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ), đường thẳng ŷ = a + b·x có hệ số góc b = Sxy/Sxx và hệ số chặn a = ȳ − b·x̄, nên luôn đi qua (x̄, ȳ). Hệ số tương quan Pearson r = Sxy/√(Sxx·Syy) nằm trong khoảng từ −1 đến 1; r² là tỉ lệ biến thiên của y được giải thích bởi đường thẳng.

Các giá trị trung bình

x̄ = 25/5 = 5
ȳ = 323/5 = 64,6

Các tổng bình phương và tổng tích

Sxx = Σ(x − x̄)² = 40
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 246

Đường hồi quy

b = 246/40 = 6,15
a = 64,6 − 6,15·5 = 33,85
ŷ = 33,85 + 6,15·x

Giá trị dự đoán

ŷ = 33,85 + 6,15·4 = 58,45

Phần dư

e = 62 − 58,45 = 3,55

Đáp số

e = 3,55

Điểm nằm phía trên đường thẳng.

ExamProblems · examproblems.com/courses/statistics-1