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
chiều cao của nam giới trưởng thành có phân phối chuẩn với trung bình 178 cm và độ lệch chuẩn 7 cm. Tỉ lệ nào nằm giữa 178 và 186,75 cm? Cho P dưới dạng số thập phân.
μ = 178σ = 7x1 = 178x2 = 186,75
P =
2.Phân phối chuẩnKhó
thời gian giao hàng có phân phối chuẩn với trung bình 32 min và độ lệch chuẩn 6 min. Tìm giá trị x mà 97,5% trong số chúng nằm dưới (phân vị thứ 97,5).
μ = 32σ = 6P = 97,5%
x = min
3.Khoảng tin cậyTrung bình
Huyết áp của 8 bệnh nhân được đo trước và sau một đợt điều trị. Các hiệu d = trước − sau (mmHg) có trung bình 8,3 và độ lệch chuẩn 1. Tìm sai số biên E của khoảng tin cậy 99% cho hiệu trung bình.
n = 8d̄ = 8,3sd = 199%t(7) = 3,499
E = mmHg
4.Khoảng tin cậyKhó
Độ lệch chuẩn của tổng thể là 34. Cần cỡ mẫu n lớn bao nhiêu để khoảng tin cậy 95% cho giá trị trung bình có sai số biên nhiều nhất là 0,5?
σ = 34E = 0,595%
n =
5.Kiểm định giả thuyết và khoảng tin cậyTrung bình
13 nhân viên làm bài kiểm tra đánh máy trước và sau một khóa đào tạo. Với mỗi người, hiệu d = sau − trước (từ mỗi phút) được ghi lại. Hiệu trung bình là −10,89 và độ lệch chuẩn của các hiệu là 11,9. Tìm thống kê kiểm định ghép cặp t cho H₀: μd = 0.
n = 13d̄ = −10,89sd = 11,9
t =
6.Kiểm định giả thuyết và khoảng tin cậyKhó
Một kiểm định z một phía của H₀: μ = 80 với H₁: μ < 80 được thực hiện ở mức α = 0.01 với một mẫu 64; độ lệch chuẩn đã biết là 16. Trên thực tế trung bình là 72.6. Tìm xác suất sai lầm loại II β theo phần trăm.
μ₀ = 80μ = 72,6σ = 16n = 64α = 0,01
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 6 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 = 10.
n = 6x = 10
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 = 2002 × 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 6 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 = 0,3944
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 = (178 − 178)/7 = 0
z₂ = (186,75 − 178)/7 = 1,25
Diện tích ở giữa
P = Φ(1,25) − Φ(0) = 0,8944 − 0,5 = 0,3944
Đáp số
P = 0,3944
2.Phân phối chuẩn
Đáp số: x = 43,76 min
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) = 0,975 → z = 1,96
Quay lại x
x = 32 + 1,96·6 = 43,76 min
Đáp số
x = 43,76 min
3.Khoảng tin cậy
Đáp số: E = 1,237 mmHg
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.
Giá trị tới hạn
df = 7, t = 3,499
Sai số biên
E = 3,499·1/√8 = 1,237
Đáp số
E = 1,237 mmHg
4.Khoảng tin cậy
Đáp số: n = 17764
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 = (1,96·34/0,5)² = 17764
Làm tròn lên
Cỡ mẫu là một số nguyên, và làm tròn xuống sẽ khiến sai số biên quá lớn.
n = 17764
Đáp số
n = 17764
5.Kiểm định giả thuyết và khoảng tin cậy
Đáp số: t = −3,3
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).
Sai số chuẩn của hiệu trung bình
SE = 11,9/√13 = 3,3
Thống kê kiểm định
t = −10,89/3,3 = −3,3
Đáp số
t = −3,3
Với df = 12, giá trị tới hạn hai phía ở mức 5% là 2,179; |t| lớn hơn, nên H₀ bị bác bỏ.
6.Kiểm định giả thuyết và khoảng tin cậy
Đáp số: β = 8,472 %
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 = 16/√64 = 2
x̄c = 80 − 2,326·2 = 75,35
z theo trung bình thật
z = (75,35 − 72,6)/2 = 1,374
Sai lầm loại II
lực của kiểm định = P(Z < 1.374) = 91.53%
β = 100% − 91,53% = 8,472%
Đáp số
β = 8,472%
7.Hồi quy tuyến tính và tương quan
Đáp số: r = 0,937
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 = 2844 − 48·336/6 = 156
Sxx = 454 − 48²/6 = 70
Syy = 19212 − 336²/6 = 396
Hệ số tương quan
r = 156/√(70·396) = 0,937
Đáp số
r = 0,937
8.Hồi quy tuyến tính và tương quan
Đáp số: ŷ = 85,2
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 = 48/6 = 8
ȳ = 463/6 = 77,17
Các tổng bình phương và tổng tích
Sxx = Σ(x − x̄)² = 70
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 281
Đường hồi quy
b = 281/70 = 4,014
a = 77,17 − 4,014·8 = 45,05
ŷ = 45,05 + 4,014·x
Dự đoán
ŷ = 45,05 + 4,014·10 = 85,2
Đáp số
ŷ = 85,2
9.Kiểm định chi bình phương
Đáp số: χ² = 8,036
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) bị bác bỏ.
10.Kiểm định chi bình phương
Đáp số: χ²crit = 11,07
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.