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 438 và 542 h? Cho P dưới dạng số thập phân.
μ = 500σ = 40x1 = 438x2 = 542
P =
2.Phân phối chuẩnKhó
chiều cao của nam giới trưởng thành tuân theo phân phối chuẩn với giá trị trung bình 178 cm và độ lệch chuẩn 7 cm. Kéo ngưỡng sao cho 20% cao nhất được tô bóng nằm bên phải nó. Tìm ngưỡng x.
μ = 178 cmσ = 7 cm20%
x = cm
3.Khoảng tin cậyTrung bình
Một mẫu 20 phần tử có trung bình 74 và độ lệch chuẩn s = 10. Tổng thể xấp xỉ chuẩn. Tìm giới hạn trên của khoảng tin cậy 95% cho giá trị trung bình.
n = 20x̄ = 74s = 1095%t(19) = 2,093
giới hạn trên =
4.Khoảng tin cậyKhó
Hai loại phân bón được thử nghiệm. Nhóm ô 1: 11 ô, năng suất trung bình 93 kg, độ lệch chuẩn 9 kg. Nhóm ô 2: 5 ô, trung bình 95,5 kg, độ lệch chuẩn 4 kg. Giả sử các phương sai bằng nhau (t gộp, df = n₁ + n₂ − 2). Tìm giới hạn trên của khoảng tin cậy 90% cho μ₁ − μ₂.
5.Kiểm định giả thuyết và khoảng tin cậyTrung bình
Một mẫu 81 sinh viên có điểm trung bình 49 và độ lệch chuẩn mẫu 10. Tìm thống kê kiểm định t cho H₀: μ = 50.
μ₀ = 50x̄ = 49s = 10n = 81
t =
6.Kiểm định giả thuyết và khoảng tin cậyKhó
Một kiểm định z một phía ở mức α = 0,01 phải phát hiện được sự dịch chuyển 2 đơn vị của trung bình với lực 90%. Độ lệch chuẩn là 11. Tìm cỡ mẫu nhỏ nhất n.
α = 0,01lực của kiểm định = 90%δ = 2σ = 11zα = 2,326zβ = 1,282
n =
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 €. Tìm hệ số xác định r² của đường thẳng bình phương tối thiểu.
n = 6
r² =
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. Một quan sát mới (7, 95) được ghi nhận. Tìm sai số dư e = y − ŷ.
n = 5(7, 95)
e =
9.Kiểm định chi bình phươngTrung bình
Bảng tiếp liên cho các số đếm quan sát. Với kiểm định chi bình phương về tính độc lập, hãy tìm số đếm kỳ vọng E cho ô “sinh viên, xe buýt”.
tổng hàng = 83tổng cột = 71N = 172
E =
10.Kiểm định chi bình phươngKhó
Bảng cho các số đếm quan sát. Kiểm tra tại α = 0,05 xem hai biến có độc lập hay không (không hiệu chỉnh liên tục). Tính thống kê kiểm định χ², rồi so sánh với giá trị tới hạn trong bảng.
N = 1803 × 2α = 0,05
χ² =
3Dung dịch
1.Phân phối chuẩn
Đáp số: P = 0,7926
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.
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
Φ(z) = 0,8
z từ bảng
z ≈ 0,84
Trở lại đơn vị ban đầu
x = 178 + 0,84·7 = 183,9 cm
Đáp số
x = 183,9 cm
3.Khoảng tin cậy
Đáp số: giới hạn trên = 78,68
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 = 19, t = 2,093
Sai số biên
E = 2,093·10/√20 = 4,68
Khoảng
74 ± 4,68 → [69,32, 78,68]
Đáp số
giới hạn trên = 78,68
4.Khoảng tin cậy
Đáp số: giới hạn trên = 5,005 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 = (10·9² + 4·4²)/14 = 62,43
sp = 7,901
Sai số biên
E = 1,761·7,901·√(1/11 + 1/5) = 7,505
Khoảng
−2,5 ± 7,505 → [−10, 5,005]
Đáp số
giới hạn trên = 5,005 kg
5.Kiểm định giả thuyết và khoảng tin cậy
Đáp số: t = −0,9
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 = 10/√81 = 10/9 = 1,111
Thống kê kiểm định
t = (49 − 50)/1,111 = −0,9
Đáp số
t = −0,9
t0,025; df = 80 = 1,99
|t| < 1.99, nên H₀ không bị bác bỏ ở mức 5% (hai phía).
6.Kiểm định giả thuyết và khoảng tin cậy
Đáp số: n = 394
Cỡ mẫu cho một kiểm định: để phát hiện sự dịch chuyển thật δ với lực 1 − β trong kiểm định z một phía ở mức α, sai số chuẩn phải thỏa δ = (z_α + z_β)·σ/√n, nên n = ((z_α + z_β)·σ/δ)², làm tròn lên.
Giải tìm n
n = ((2,326 + 1,282)·11/2)² = 393,8
Làm tròn lên
n = 394
Đáp số
n = 394
7.Hồi quy tuyến tính và tương quan
Đáp số: r² = 0,9891
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 = 42/6 = 7
ȳ = 322/6 = 53,67
Các tổng bình phương và tổng tích
Sxx = Σ(x − x̄)² = 70
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 350
Syy = Σ(y − ȳ)² = 1769
Hệ số xác định
r² = 350²/(70·1769) = 0,9891
Đáp số
r² = 0,9891
Khoảng 98,91% biến thiên của y được giải thích bởi đường thẳng.
8.Hồi quy tuyến tính và tương quan
Đáp số: e = 2,1
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 = 30/5 = 6
ȳ = 432/5 = 86,4
Các tổng bình phương và tổng tích
Sxx = Σ(x − x̄)² = 40
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 260
Đường hồi quy
b = 260/40 = 6,5
a = 86,4 − 6,5·6 = 47,4
ŷ = 47,4 + 6,5·x
Giá trị dự đoán
ŷ = 47,4 + 6,5·7 = 92,9
Phần dư
e = 95 − 92,9 = 2,1
Đáp số
e = 2,1
Điểm nằm phía trên đường thẳng.
9.Kiểm định chi bình phương
Đáp số: E = 34,26
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
E = 83·71/172 = 34,26
Đáp số
E = 34,26
10.Kiểm định chi bình phương
Đáp số: χ² = 10,07
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.