E = row total × column total / grand total, df = (r − 1)(c − 1)
Giá trị tới hạn (α = 0,05)
df 1: 3,841, 2: 5,991, 3: 7,815, 4: 9,488
Quyết định
bác bỏ H0 nếu χ² > χ²crit
2Bài tập
1.Phân phối chuẩnTrung bình
tuổi thọ pin có phân phối chuẩn với trung bình 500 h và độ lệch chuẩn 40 h. Tỉ lệ nào nằm giữa 470 và 522 h? Cho P dưới dạng số thập phân.
μ = 500σ = 40x1 = 470x2 = 522
P =
2.Phân phối chuẩnKhó
chiều cao của nam giới trưởng thành có phân phối chuẩn với trung bình 178 cm và độ lệch chuẩn 7 cm. Tìm giá trị x mà 5% trong số chúng nằm dưới (phân vị thứ 5).
μ = 178σ = 7P = 5%
x = cm
3.Khoảng tin cậyTrung bình
Thời lượng pin của hai mẫu điện thoại được so sánh. Mẫu 1: 100 điện thoại, trung bình 58 h, độ lệch chuẩn đã biết 12 h. Mẫu 2: 30 điện thoại, trung bình 58,5 h, độ lệch chuẩn đã biết 3 h. Tìm giới hạn dưới của khoảng tin cậy 99% cho μ₁ − μ₂.
Hai loại phân bón được thử nghiệm. Nhóm ô 1: 8 ô, năng suất trung bình 52 kg, độ lệch chuẩn 6 kg. Nhóm ô 2: 9 ô, trung bình 47,5 kg, độ lệch chuẩn 2 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.
5.Kiểm định giả thuyết và khoảng tin cậyTrung bình
Một mẫu 64 sinh viên có điểm trung bình 123,2 và độ lệch chuẩn mẫu 15. Tìm thống kê kiểm định t cho H₀: μ = 120.
μ₀ = 120x̄ = 123,2s = 15n = 64
t =
6.Kiểm định giả thuyết và khoảng tin cậyKhó
Một kiểm định z một phía của H₀: μ = 100 với H₁: μ > 100 được thực hiện ở mức α = 0,05 với một mẫu 100; độ lệch chuẩn đã biết là 25. Trên thực tế trung bình là 108,25. Tìm lực của kiểm định 1 − β theo phần trăm.
μ₀ = 100μ = 108,25σ = 25n = 100α = 0,05
1 − β = %
7.Hồi quy tuyến tính và tương quanTrung bình
Bảng cho 6 cặp quan sát của x = chi phí quảng cáo theo nghìn € và y = doanh số theo nghìn €. Các tổng của chúng đã cho. Tìm hệ số tương quan Pearson r từ các tổng này.
Bảng cho 5 cặp quan sát của x = số giờ học và y = điểm thi. Dùng đường thẳng bình phương tối thiểu ŷ = a + b·x. Dự đoán ŷ cho x = 5,5.
n = 5x = 5,5
ŷ =
9.Kiểm định chi bình phươngTrung bình
Bảng tiếp liên cho các số đếm quan sát. Tính thống kê chi bình phương χ² cho kiểm định tính độc lập giữa biến hàng và biến cột. Không dùng hiệu chỉnh liên tục.
N = 1402 × 2
χ² =
10.Kiểm định chi bình phươngKhó
Kiểm định chi bình phương về mức độ phù hợp kiểm tra xem số đếm trong 6 nhóm có tuân theo phân phối Poisson với giá trị trung bình được ước lượng từ chính dữ liệu đó hay không. Kiểm định có bao nhiêu bậc tự do df?
k = 6
df =
3Dung dịch
1.Phân phối chuẩn
Đáp số: P = 0,4822
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.
điểm z
z₁ = (470 − 500)/40 = −0,75
z₂ = (522 − 500)/40 = 0,55
Diện tích ở giữa
P = Φ(0,55) − Φ(−0,75) = 0,7088 − 0,2266 = 0,4822
Đáp số
P = 0,4822
2.Phân phối chuẩn
Đáp số: x = 166,5 cm
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 = 178 + −1,645·7 = 166,49 cm
Đáp số
x = 166,49 cm
3.Khoảng tin cậy
Đáp số: giới hạn dưới = −3,898 h
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.
Ước lượng điểm
x̄₁ − x̄₂ = 58 − 58,5 = −0,5
Sai số chuẩn
SE = √(12²/100 + 3²/30) = 1,319
Sai số biên
E = 2,576·1,319 = 3,398
Khoảng
−0,5 ± 3,398 → [−3,898, 2,898]
Đáp số
giới hạn dưới = −3,898 h
Khoảng chứa 0, nên dữ liệu không cho thấy sự khác biệt có ý nghĩa.
4.Khoảng tin cậy
Đáp số: E = 3,706 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 = (7·6² + 8·2²)/15 = 18,93
sp = 4,351
Sai số biên
E = 1,753·4,351·√(1/8 + 1/9) = 3,706
Đáp số
E = 3,706 kg
5.Kiểm định giả thuyết và khoảng tin cậy
Đáp số: t = 1,707
Kiểm định giá trị trung bình: thống kê kiểm định đo xem trung bình mẫu cách giá trị nêu trong H₀ bao nhiêu sai số chuẩn: z = (x̄ − μ₀)/(σ/√n) khi biết σ, t = (x̄ − μ₀)/(s/√n) khi nó được ước lượng từ mẫu. Khoảng tin cậy là x̄ ± (giá trị tới hạn)·(sai số chuẩn).
Sai số chuẩn
SE = 15/√64 = 15/8 = 1,875
Thống kê kiểm định
t = (123,2 − 120)/1,875 = 1,707
Đáp số
t = 1,707
t0,025; df = 63 = 1,998
|t| < 1.998, nên H₀ không bị bác bỏ ở mức 5% (hai phía).
6.Kiểm định giả thuyết và khoảng tin cậy
Đáp số: 1 − β = 95,1 %
Lực của một kiểm định: lực = 1 − β là xác suất bác bỏ H₀ khi nó sai. Tìm ngưỡng x̄c từ μ₀ và z_α, rồi tính xác suất rơi vượt quá x̄c bằng trung bình thật: z = (x̄c − μ)/(σ/√n).
Trung bình mẫu tới hạn
SE = 25/√100 = 2,5
x̄c = 100 + 1,645·2,5 = 104,1
z theo trung bình thật
z = (104,1 − 108,25)/2,5 = −1,655
Công suất
lực của kiểm định = P(Z > −1,655) = 95,1%
1 − β = 95,1%
Đáp số
1 − β = 95,1%
7.Hồi quy tuyến tính và tương quan
Đáp số: r = 0,9869
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 = 1759 − 27·366/6 = 112
Sxx = 139 − 27²/6 = 17,5
Syy = 23062 − 366²/6 = 736
Hệ số tương quan
r = 112/√(17,5·736) = 0,9869
Đáp số
r = 0,9869
8.Hồi quy tuyến tính và tương quan
Đáp số: ŷ = 79,15
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 = 20/5 = 4
ȳ = 356/5 = 71,2
Các tổng bình phương và tổng tích
Sxx = Σ(x − x̄)² = 10
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 53
Đường hồi quy
b = 53/10 = 5,3
a = 71,2 − 5,3·4 = 50
ŷ = 50 + 5,3·x
Dự đoán
ŷ = 50 + 5,3·5,5 = 79,15
Đáp số
ŷ = 79,15
9.Kiểm định chi bình phương
Đáp số: χ² = 0,4714
Kiểm định chi bình phương: so sánh số đếm quan sát O với số đếm kỳ vọng E theo H₀ bằng χ² = Σ(O − E)²/E. Kiểm định mức độ phù hợp: E = n·p cho mỗi nhóm, df = k − 1 (trừ thêm một cho mỗi tham số ước lượng từ dữ liệu). Kiểm định tính độc lập trong bảng r × c: E = tổng hàng × tổng cột / tổng chung, df = (r − 1)(c − 1). Bác bỏ H₀ khi χ² lớn hơn giá trị tới hạn ứng với α đã chọn.
Số đếm kỳ vọng
người hút thuốc: 60·77/140 = 33, 60·63/140 = 27
người không hút thuốc: 80·77/140 = 44, 80·63/140 = 36
df = 1. Tại α = 0,05, giá trị tới hạn là 3,841, nên H₀ (tính độc lập) không bị bác bỏ.
10.Kiểm định chi bình phương
Đáp số: df = 4
Kiểm định chi bình phương: so sánh số đếm quan sát O với số đếm kỳ vọng E theo H₀ bằng χ² = Σ(O − E)²/E. Kiểm định mức độ phù hợp: E = n·p cho mỗi nhóm, df = k − 1 (trừ thêm một cho mỗi tham số ước lượng từ dữ liệu). Kiểm định tính độc lập trong bảng r × c: E = tổng hàng × tổng cột / tổng chung, df = (r − 1)(c − 1). Bác bỏ H₀ khi χ² lớn hơn giá trị tới hạn ứng với α đã chọn.