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
điểm IQ có phân phối chuẩn với trung bình 100 điểm và độ lệch chuẩn 15 điểm. Tỉ lệ nào nằm giữa 77,5 và 118 điểm? Cho P dưới dạng số thập phân.
μ = 100σ = 15x1 = 77,5x2 = 118
P =
2.Phân phối chuẩnKhó
tuổi thọ pin có phân phối chuẩn với trung bình 500 h và độ lệch chuẩn 40 h. Tìm giá trị x mà 5% trong số chúng nằm dưới (phân vị thứ 5).
μ = 500σ = 40P = 5%
x = h
3.Khoảng tin cậyTrung bình
Một mẫu 25 phần tử có trung bình 18,5 và độ lệch chuẩn s = 6. Tổng thể xấp xỉ chuẩn. Tìm giới hạn dưới của khoảng tin cậy 90% cho giá trị trung bình.
n = 25x̄ = 18,5s = 690%t(24) = 1,711
giới hạn dưới =
4.Khoảng tin cậyKhó
Độ lệch chuẩn của tổng thể là 30. Cần cỡ mẫu n lớn bao nhiêu để khoảng tin cậy 95% cho giá trị trung bình có sai số biên nhiều nhất là 5?
σ = 30E = 595%
n =
5.Kiểm định giả thuyết và khoảng tin cậyTrung bình
Một mẫu 36 sinh viên có điểm trung bình 52,27 và độ lệch chuẩn mẫu 8. Tìm thống kê kiểm định t cho H₀: μ = 50.
μ₀ = 50x̄ = 52,27s = 8n = 36
t =
6.Kiểm định giả thuyết và khoảng tin cậyKhó
Trong một thử nghiệm, 113 trong 250 bệnh nhân dùng phương pháp điều trị A hồi phục, và 60 trong 120 bệnh nhân dùng phương pháp B. Dùng tỉ lệ gộp, tìm thống kê kiểm định z cho H₀: p₁ = p₂.
x₁ = 113n₁ = 250x₂ = 60n₂ = 120
z =
7.Hồi quy tuyến tính và tương quanTrung bình
Bảng cho 5 cặp quan sát của x = tải trọng theo kN và y = độ giãn theo mm. Các tổng của chúng đã cho. Tìm hệ số tương quan Pearson r từ các tổng này.
n = 5Σx = 30Σy = 78Σx² = 220Σy² = 1460Σxy = 566
r =
8.Hồi quy tuyến tính và tương quanKhó
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 = 2,5.
n = 5x = 2,5
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 = 1602 × 2
χ² =
10.Kiểm định chi bình phươngKhó
Kiểm định chi bình phương về mức độ phù hợp so sánh số đếm quan sát trong 7 nhóm với các tỉ lệ kỳ vọng đã xác định đầy đủ (không ước lượng tham số nào từ dữ liệu). Dùng bảng, tìm giá trị tới hạn χ²crit tại mức ý nghĩa α = 0,05.
α = 0,05
χ²crit =
3Dung dịch
1.Phân phối chuẩn
Đáp số: P = 0,8181
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 = (77,5 − 100)/15 = −1,5
z₂ = (118 − 100)/15 = 1,2
Diện tích ở giữa
P = Φ(1,2) − Φ(−1,5) = 0,8849 − 0,06681 = 0,8181
Đáp số
P = 0,8181
2.Phân phối chuẩn
Đáp số: x = 434,2 h
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 = 500 + −1,645·40 = 434,2 h
Đáp số
x = 434,2 h
3.Khoảng tin cậy
Đáp số: giới hạn dưới = 16,45
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 = 24, t = 1,711
Sai số biên
E = 1,711·6/√25 = 2,053
Khoảng
18,5 ± 2,053 → [16,45, 20,55]
Đáp số
giới hạn dưới = 16,45
4.Khoảng tin cậy
Đáp số: n = 139
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.
Giải tìm n
n = (1,96·30/5)² = 138,3
Làm tròn lên
Cỡ mẫu là một số nguyên, và làm tròn xuống sẽ khiến sai số biên quá lớn.
n = 139
Đáp số
n = 139
5.Kiểm định giả thuyết và khoảng tin cậy
Đáp số: t = 1,703
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 = 8/√36 = 8/6 = 1,333
Thống kê kiểm định
t = (52,27 − 50)/1,333 = 1,703
Đáp số
t = 1,703
t0,025; df = 35 = 2,03
|t| < 2.03, nên H₀ không bị bác bỏ ở mức 5% (hai phía).
6.Kiểm định giả thuyết và khoảng tin cậy
Đáp số: z = −0,8663
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 = 113/250 = 0,452
p̂₂ = 60/120 = 0,5
p̂ = 173/370 = 0,4676
Sai số chuẩn theo H₀
SE = √(0,4676·0,5324·(1/250 + 1/120)) = 0,05541
Thống kê kiểm định
z = (0,452 − 0,5)/0,05541 = −0,8663
Đáp số
z = −0,8663
|z| < 1.96, nên H₀ không bị bác bỏ ở mức 5% (hai phía).
7.Hồi quy tuyến tính và tương quan
Đáp số: r = 0,9936
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 = 566 − 30·78/5 = 98
Sxx = 220 − 30²/5 = 40
Syy = 1460 − 78²/5 = 243,2
Hệ số tương quan
r = 98/√(40·243,2) = 0,9936
Đáp số
r = 0,9936
8.Hồi quy tuyến tính và tương quan
Đáp số: ŷ = 50,55
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 = 20/5 = 4
ȳ = 285/5 = 57
Các tổng bình phương và tổng tích
Sxx = Σ(x − x̄)² = 10
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 43
Đường hồi quy
b = 43/10 = 4,3
a = 57 − 4,3·4 = 39,8
ŷ = 39,8 + 4,3·x
Dự đoán
ŷ = 39,8 + 4,3·2,5 = 50,55
Đáp số
ŷ = 50,55
9.Kiểm định chi bình phương
Đáp số: χ² = 0,5861
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.
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: χ²crit = 12,59
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.