金融统计03-假设检验与方差分析
假设检验-方差分析及回归分析
1.645 时，拒绝 H0。
率有显著提高，此时犯（第一类）错误的 5% 。 概率不会超过
若取 0.005 ， 查表得
z 0.005 2.57 ， 仍有 z 3.125 2.57 ， 所以在显著性水平 0.005 下
也拒绝 H0，从而可断定犯错误的概率 不会超过 0.5% 。
( n1 1) s ( n2 1) s ， n1 n2 2
2 1 2 2
若 t t ( n1 n 2 2) ，则拒绝 H0
2
右边检验
H 0 : 1 2 0 ， H 1 : 1 2 0
若 t t ( n1 n 2 2 ) ，则拒绝 H0
第八章 假设检验
第九章 方差分析及回归分析
第八章 假设检验
§1 假设检验
§2 正态总体均值的假设检验
§3 正态总体方差的假设检验
§5 分布拟合检验
§1 假设检验 实际推断原理 概率很小的事件在一
次试验中实际上可认为是不会发生的。本章 的内容，一是已知总体的分布类型，而对包 含的未知参数作某些假设，二是未知总体的 分布类型，而对总体的分布作出假设。 所谓假设检验就是提出假设后，根据实 际推断原理作出接受还是拒绝的判断。
2
均未知。 2 2 2 2 H0 : 1 2 ， H1 : 1 2
s 检验统计量 F ， s
若 F F ( n1 1, n 2 1)
2
2 1 2 2
或 F F1 ( n1 1, n 2 1) ，
2
则拒绝 H0。
若
2 2
F1 ( n1 1, n2 1) F F ( n1 1, n2 1) ，
假设检验与方差分析 习题及答案
第七章 假设检验与方差分析 习题答案一、名词解释用规范性的语言解释统计学中的名词。
1. 假设检验：对总体分布或参数做出某种假设，然后再依据抽取的样本信息，对假设是否正确做出统计判断，即是否拒绝这种假设。
2. 原假设：又叫零假设或无效假设，是待检验的假设，表示为 H 0，总是含有等号。
3. 备择假设：是零假设的对立，表示为 H 1，总是含有不等号。
4. 单侧检验：备择假设符号为大于或小于时的假设检验。
5. 显著性水平：原假设为真时，拒绝原假设的概率。
6. 方差分析：是检验多个总体均值是否相等的一种统计分析方法。
二、判断改错对下列命题进行判断，在正确命题的括号内打“√”；在错误命题的括号内打“×”，并在错误的地方下划一横线，将改正后的内容写入题下空白处。
1. 在任何情况下，假设检验中的两类错误都不可能同时降低。
( × ) 样本量一定时2. 对于两样本的均值检验问题，若方差均未知，则方差分析和t 检验均可使用，且两者检验结果一致。
( √ )3. 方差分析中，组间离差平方和总是大于组内离差平方和。
( × )不一定4. 在假设检验中，如果在显著性水平0.05下拒绝了00:μμ≤H ，则在同一水平一定可以拒绝假设00:μμ=H 。
( × )不一定5. 为检验k 个总体均值是否显著不同，也可以用t 检验，且与方差分析相比，犯第一类错误的概率不变。
（ × ）会增加6. 方差分析中，若拒绝了零假设，则认为各个总体均值均有显著性差异。
( × ) 不完全相等六、简答题根据题意，用简明扼要的语言回答问题。
1. 假设检验与统计估计有何区别与联系？【答题要点】假设检验是在给定显著性水平下，计算出拒绝域，并根据样本统计量信息来做出是否拒绝零假设的决策；区间估计是利用样本信息来推断总体参数的一个可能范围。
区间估计结果可以用于假设检验，但假设检验不能用作区间估计。
2. 双侧检验与单侧检验有什么区别？【答题要点】双侧检验的零假设为等号，备择假设为不等号，得到的拒绝域为双侧的；单侧检验的备择假设或者是大于，或者是小于，其拒绝域为单侧区间。
假设检验与方差分析
三、假设检验的步骤
1、提出原假设(null hypothesis)和备择假设 (alternative hypothesis)
原假设为正待检验的假设：H0； 备择假设为可供选择的假设：H1 一般地，假设有三种形式：
（1）双侧检验：
H0 : 0; H1 :0 （2）左侧检验：
这两个例子中都是要对某种“陈述”做出判
断：
例1要判明工艺改革后零件平均 长度是否仍为4cm；
进行这种判断 的信息来自
例2要判明该批产品的次品率是 所抽取的样本
否低于3%。
所谓假设检验，就是事先对总体参数或总体分 布形式作出一个假设，然后利用样本信息来判断 原假设是否合理，即判断样本信息与原假设是否 有显著差异，从而决定是否接受或否定原假设
对比来构造检验统计量。
可以证明，若H0为真，则
2
(n 1)S 2
2 0
~
2 (n 1)
因此，可构造2 统计量进行总体方差
的假设检验。
当H0成立时，S2/02 接近于1，2的 值在一个适当的范围内，
当H0不成立时，S2/02远离1，2的值 相当大或相当小。
在例2中，由于所抽样本只为10，为小样本，因 此无法构造Z统 计量进行总体比例的假设检验。
如果总体X~N(,2)，在方差已知的情况下，对总体均 值进行假设检验。
由于
因此，可通过构造Z统计量来进行假设检验：
注意： 如果总体方差未知，且总体分布未知，但如果是大样
本（n>=30），仍可通过 Z 统计量进行检验，只不过总体 方差需用样本方差 s 替代。
例3：根据以往的资料，某厂生产的产品的使用寿命服从正 态分布N(1020, 1002)。现从最近生产的一批产品中随机抽取16 件，测得样本平均寿命为1080小时。问这批产品的使用寿命 是否有显著提高（显著性水平：5%）？
假设检验的基本原理与方法
假设检验的基本原理与方法假设检验是统计学中常用的一种方法，用于对统计数据的差异或相关性进行验证。
它的基本原理是基于对一个或多个假设陈述的推断，通过根据样本数据的统计指标与理论推断值之间的比较来确定样本数据是否与所建立的假设一致。
本文将介绍假设检验的基本原理与方法，帮助读者更好地理解和应用这一重要的统计工具。
一、假设检验的基本原理假设检验的基本原理建立在两个互补的假设上，即零假设（H0）和备择假设（H1或Ha）。
零假设通常是研究中的默认假设，认为样本数据没有变化或差异。
备择假设是零假设的反面，通常是研究者要验证或证实的假设。
在假设检验中，我们通过对样本数据进行统计分析来得到样本的统计指标，比如平均值、标准差等。
然后，通过计算得到的统计指标与理论推断值进行比较，从而确定样本数据是否与所建立的假设一致。
如果两者之间差异显著，则拒绝零假设，接受备择假设；否则，无法拒绝零假设。
二、假设检验的基本步骤假设检验通常包括以下几个基本步骤：1.确定假设：在进行假设检验之前，需要明确研究对象和变量，进而确定零假设和备择假设。
零假设通常是指样本数据没有变化或差异，备择假设则是拟验证或证实的假设。
2.选择显著性水平：显著性水平（α）是在假设检验中控制错误率的重要参数，通常取0.05或0.01。
它代表了犯第一类错误（拒绝真实的零假设）的概率。
3.计算统计量：根据所选择的统计检验方法，计算得到样本数据的统计指标，如平均值、标准差、相关系数等。
4.确定拒绝域：根据显著性水平，确定拒绝域的边界值。
如果计算得到的统计量落在拒绝域内，则拒绝零假设；否则，无法拒绝零假设。
5.进行推断：在确定拒绝或接受零假设后，进行相应的推断。
如果拒绝零假设，则认为样本数据与备择假设一致；否则，认为样本数据与零假设一致。
三、常用的假设检验方法假设检验方法根据研究对象和变量的不同，有多种不同的方法可供选择。
以下是一些常用的假设检验方法：1.单样本 t 检验：用于研究一个样本均值是否与理论推断值相等。
多元统计分析第三章假设检验与方差分析
多元统计分析第三章假设检验与⽅差分析第3章多元正态总体的假设检验与⽅差分析从本章开始，我们开始转⼊多元统计⽅法和统计模型的学习。
统计学分析处理的对象是带有随机性的数据。
按照随机排列、重复、局部控制、正交等原则设计⼀个试验，通过试验结果形成样本信息（通常以数据的形式），再根据样本进⾏统计推断，是⾃然科学和⼯程技术领域常⽤的⼀种研究⽅法。
由于试验指标常为多个数量指标，故常设试验结果所形成的总体为多元正态总体，这是本章理论⽅法研究的出发点。
所谓统计推断就是根据从总体中观测到的部分数据对总体中我们感兴趣的未知部分作出推测，这种推测必然伴有某种程度的不确定性，需要⽤概率来表明其可靠程度。
统计推断的任务是“观察现象，提取信息，建⽴模型，作出推断”。
统计推断有参数估计和假设检验两⼤类问题，其统计推断⽬的不同。
参数估计问题回答诸如“未知参数θ的值有多⼤?”之类的问题,⽽假设检验回答诸如“未知参数θ的值是0θ吗?”之类的问题。
本章主要讨论多元正态总体的假设检验⽅法及其实际应⽤，我们将对⼀元正态总体情形作⼀简单回顾，然后将介绍单个总体均值的推断，两个总体均值的⽐较推断，多个总体均值的⽐较检验和协⽅差阵的推断等。
3.1⼀元正态总体情形的回顾⼀、假设检验在假设检验问题中通常有两个统计假设（简称假设）,⼀个作为原假设（或称零假设），另⼀个作为备择假设（或称对⽴假设），分别记为0H 和1H 。
1、显著性检验为便于表述，假定考虑假设检验问题：设1X ，2X ，…,n X 来⾃总体),(2σµN 的样本，我们要检验假设100:,:µµµµ≠=H H （3.1）原假设0H 与备择假设1H 应相互排斥，两者有且只有⼀个正确。
备择假设的意思是，⼀旦否定原假设0H ，我们就选择已准备的假设1H 。
当2σ已知时，⽤统计量nX z σµ-=在原假设0H 成⽴下，统计量z 服从正态分布z )1,0(~N ，通过查表，查得)1,0(N 的上分位点2αz 。
统计学之方差分析
使用Python的方差分析库（如SciPy）进行方差分析，如 “scipy.stats.f_oneway()”。
查看结果
Python将输出方差分析的结果，包括F值、p值、效应量等。
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详细描述
独立性检验可以通过卡方检验、相关性检验 等方法进行。如果数据不独立，需要考虑数 据的相关性和因果关系等因素，以避免误导 的分析结果。
06 方差分析的软件实现
SPSS软件实现
导入数据
将数据导入SPSS软件中，选择正确的数 据类型和格式。
查看结果
SPSS将输出方差分析的结果，包括F值、 p值、效应量等。
03 方差分析的步骤
数据准备
01
02
03
收集数据
收集实验或调查所需的数 据，确保数据来源可靠、 准确。
数据筛选
对异常值、缺失值等进行 处理，确保数据质量。
数据分组
根据研究目的，将数据分 成不同的组或处理水平。
建立模型
确定因子
确定影响因变量的自变量或因子。
建立模型
根据因子和因变量的关系，建立合适的方差分析模型。
统计学之方差分析
目 录
• 方差分析简介 • 方差分析的数学原理 • 方差分析的步骤 • 方差分析的应用场景 • 方差分析的注意事项 • 方差分析的软件实现
01 方差分析简介
方差分析的定义
• 方差分析（ANOVA）是一种统计技术，用于比较两个或多个 组（或类别）的平均值差异是否显著。它通过对总体平均值的 假设检验来进行数据分析，以确定不同条件或处理对观测结果 是否有显著影响。
执行方差分析
在SPSS的“分析”菜单中选择“比较均值” 或“一般线性模型”中的“单变量”，然 后选择需要进行方差分析的变量。
六西格玛绿带：假设检验与方差分析课后测试
六西格玛绿带：假设检验与方差分析课后测试•1、运用方差分析的方式对一个母集团的平均检定，样品大，并且知道西格玛时，需要使用哪种检验（10分）AZ检验BT检验C双样本t检验D成对数据t检验正确答案:A•1、基础统计学中的描述性统计可以分为（10分）A图表法B参数估计C数量表示法D假设检验正确答案:A C•2、关于假设检验存在的错误之一，即错杀,下列说法正确的是（10分）A原假设为真时拒绝原假设B错误的概率记为α，被称为显著性水平C原假设为假时未拒绝原假设D错误的概率记为β正确答案:A B•3、在假设检验中，按P值进行决策规则，下列说法正确的是（10分）A将检验统计量的值与α水平的临界值进行比较。
B在原假设为真的条件下，检验统计量的观察值大于或等于其计算值的概率。
C反映实际观测到的数据与原假设之间不一致的程度。
D被称为观察到的（或实测的）显著性水平。
正确答案:B C D•4、运用方差分析的方式对两个以上母集团的平均检定，需要使用哪种检验（10分）A单因子方差分析B双因子方差分析C双样本t检验D成对数据t检验正确答案:A B•5、下列关于方差分析中的群内变动和群间变动的说法正确的是（10分）A群内变动是同一条件或者子组内的变动B群间变动是不同条件或者子组间的变动C群内变动又叫组内变动D组间变动又叫群间变动正确答案:A B C D•1、在方差分析的应用中，如果P小于0.05，而且R-sq大于80%，说明原假设一定是正确的。
（10分）A正确B错误正确答案:错误•2、在假设检验中，原假设和备择假设必须设置为一致的。
（10分）A正确B错误正确答案:错误•3、方差分析的实质是双样本T测试的扩展，是找出几个样本平均差异的方法。
（10 分）A正确B错误正确答案:正确•4、均值检验的应用条件是样本含量N较大，或总体标准差已知。
（10分）A正确B错误正确答案:正确。
统计学原理——假设检验与方差分析
二、假设检验中的两类错误**
第Ⅰ类错误/弃真错误 (type Ⅰ error)
当原假设为真时拒绝原假设。犯第Ⅰ类错误的概率
通常记为 。
第Ⅱ类错误/取伪错误(type Ⅱ error)
n1 P 40010.2 320 f 5
所以为大样本分布，检验统计量 Z 近似服从 正态分布。样本数据显示：
p 100 0.25 400
Z p P0 0.25 0.20 0.05 2.5
P 1 P 0.21 0.2 0.02
n
400
在显著性水平 0.05 情况下，查表可知，
比RMB 245.95小或者比RMB 274.05大。所以，在双侧 检验(见下图8-1)中有两个拒绝域。
拒绝域
接受域
拒绝域
245.95
260.00
274.05
图8-1 双边检验的拒绝域与接受域
[例8-2] 在例8-1的假设检验中，如果样本的均值
为 X 240.00 ，当显著性水平为0.05时，原假设是否被 拒绝。
重点是三种不同情况下的假设检验方法，总体方差已 知时正态总体均值和总体比例的假设检验。
难点是总体方差未知时正态总体均值的假设检验和方 差分析。
第一节 假设检验
一、假设检验的概念
一、假设检验的概念
假设(hypothesis)，又称统计假设，是对总体参数 的具体数值所作的陈述。
假设检验(hypothesis test) 是先对总体参数提出 某种假设，然后利用样本信息判断假设是否成立的过程。
(3) H0：μ = μ0 H1：μ＜μ
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– 显然，t值的绝对值越大，样本均值离原假设H0的值越
远，样本越不支持原假整设理ppt
7
显著水平的运用： t 检验
• 显著水平在t 检验中的运用过程如下：
– 假定原假设成立，比如 H0:u10 – 将样本统计量的值按前述公式换算成t值，其中
– 假定总体服从正态分布，则抽取的样本的平均值可用 下列公式换算成t 分布的值（简称t值），该值可用来判 断样本平均值相对于总体平均值的误差程度
t x0.
s/ n
其中 x为样本均值 0为， 总体均 n为 值样 ，本
个体数s量 为， 样本的标 ,s/准n差 为样本均值的标准差
• t 统计量公式的理解
– 公式中总体均值μ0在假设检验时，等于原假设H0的值
• (4)查表确定与显著水平相对应的t分布的临界值
• (5)将要检验的统计量换算成标准化的t值
• (6)根据要检验的统计量的|t值|大于还是小于临界 值，决定是否拒绝原假设（ H0 ）
• 如果使用统计软件，则只要（1）、（2）、（3） 步，然后看输出的P值是否小于显著水平决定是 否拒绝原假设
整理ppt
• 主要区别
– P值不依赖于样本变量的分布形式，适用于任何假设检验， 而t统计量依赖于样本变量的分布，适用范围有限
– P值可直接与显著水平比较，判断简单，而t统计量需查表、 换算，判断复杂
– 在应用统计的假设检验中，更多使用P值作为检验标准
• 主要联系
– 一般情况下， P值和t值有如下对应关系：
P值≤5%时，|t值|≥ 2
• 假设检验的形式
– 假设分为原假设（H0）和备择假设（H1）两种 – 原假设（Null hypothesis）：初始假定为真的假设
– 备择假设（Alternative hypothesis）：与原假设的内容 相反,当原假设被拒绝时，被认为是真的假设
– 应用中，原假设一般是旧的、他人的观点或理论，备择 假设一般是新的、自己的观点或理论，而统计分析的目 的往往就是以新的数据来拒绝原假设，支持自己的观点
体
的
特
征
• 假设国家标准规定冰箱使用年限必须10年或以上
• 对某品牌抽样检验时，如果显著水平设为40%，则样本均值9年或以下
即可认定为不合格。显著水平设为5%，则样本均值4年或以下才可认
定为不合格，相当于把原假设放整理宽pp到t H0>4，更有说服力
6
显著水平的运用：t 统计量
• t 统计量的定义
第3章 假设检验与方差分析
• 第1节 假设检验
• 第2节 方差分析
• 第3节 方差分析应用：恩格尔系数 的城乡比较
整理ppt
1
第1节 假设检验
• 主要内容
– 假设检验的概念 – 假设检验的标准 – 假设检验的步骤
整理ppt
2
假设检验的概念及形式
• 假设检验
– 对总体的某个参数或分布形式作出某种假设，然后利用 样本信息来判断假设是否成立
– 所以，习惯上，能拒绝原假设的检验，称为显著的、有
统计意义的（Significant），否则为不显著
整理ppt
3
原假设(H0)和备择假设(H1)例
• 某汽车使用改进型发动机后声称油耗不超过百公 里6升，对此进行检验
– 检验假设的设定：设u为百公里平均油耗，则
H 0:u6 H 1:u6
– 单边检验（只检验小于或大于检验值中的一种情况）
• 统计软件作检验时，通常会根据样本值计算相应 的P值，所以一般直接使用P值作为假设检验的标
准，非常方便
• 判断原理如下
– 如果P值≤1%，则检验值在1%水平显著，拒绝H0 – 如果1%<P值≤5%，则检验值在5%水平显著，拒绝H0 – 如果P值>5%，则检验值不显著，接受H0
整理ppt
10
P值与t 统计量
– 显著水平越小，原假设值的允许变动范围就越大，备
择假设成立的范围就越小，备择假设成立的概率就越
小。如果能成立，则结论就很有说服力
整理ppt
5
某品491原冰概率显著0箱假使设用H0年=限不10 即同假显设某著品牌水合格平的比较（单边检验）
牌冰水平54
箱%0 总%
图中4为5%的临界值 9为40%的临界值
– 显著水平指犯第一类错误的最大概率，通常设定为5% 或1%
• 显著水平的理解
– 形象的说，显著水平为1%是指，拒绝100次原假设， 只有1次是拒绝错了（即只有1次原假设确实正确）
– 因为原假设往往是公认的观点、成熟的理论，甚至已 经反复检验证明是正确的，所以为了加强拒绝的说服
力，应设定一个严格的拒绝标准，即要将显著水平设 的很小
μ0 等于原假设的，比如10 – 从t分布表查出某一显著水平（比如5%）的临
界值t0.05 – 比较换算的t值与临界值t0.05 。如果|t值|> t0.05 ，
则拒绝原假设，反之，接受原假设
整理ppt
8
单边95t2.拒0概率显著临值绝界域值（t检约为验-22）示） 意图（双边检验，显著水平设为5%）
检验%5%水平 示 意 图
• 将样本均值换算成标准化的t值，如果|t值|>临界值，表明样本均值离原假
设的总体均值很远，样本来自于这以拒绝H0 整理ppt
9
假设检验的实用标准：P值
• 根据样本值计算的显著水平又称为P值
– 比如：5%显著水平下的临界值为4，而实际的样本均 值为3，小于临界值，则P值也小于5%（比如4%等）
• 工厂对收到的一批长度为2cm的零件抽检，检验 长度是否合格？
– 检验假设的设定：设u为平均长度，则 H 0:u2 H 1:u2
– 双边检验（同时检验小于、大于检验值的两种情况， 常用）
整理ppt
4
假设检验的标准：显著水平
显著水平的定义
– 假设检验中的第一类错误(type I error)：拒绝正确的原 假设（H0）
12
假设检验例
所以实用中（比如回归分析中），要获得有统计意义的结论 （即在5%显著水平拒绝原假设（H0）），可作下列任一 种判断：
看P值时，应≤5%
看|t值|时，应≥ 2
整理ppt
11
假设检验的步骤
• (1)选择要检验的统计量（比如样本均值）
• (2)确定原假设（ H0 ）和备择假设（ H1） • (3)确定检验的显著水平（一般为5%）