Testiranje statističkih hipoteza

Величина: px
Почињати приказ од странице:

Download "Testiranje statističkih hipoteza"

Транскрипт

1 Str. 112 Testiranje statističkih hipoteza Predavač: Dr Mirko Savić

2 Definicija: Hipoteza predstavlja pretpostavku koja je zasnovana na određenim činjenicama (najčešće naučnim ili iskustvenim). Jednom formirana hipoteza se koristi za izvođenje zaključaka o posmatranom problemu uz pomoć odgovarajućeg statističkog metoda. Podela testova: Parametarski testovi. Neparametarski testovi.

3 Str. 113 Definisanje nulte i alternativne hipoteze Nulta hipoteza H 0 - tvrdnja o vrednosti nekog parametra osnovnog skupa koja se testira. Cilj je da se ta pretpostavka statistički potvrdi ili ospori. Nasuprot nulte hipoteze H 0, je alternativna hipoteza H 1, koja sadrži sve ostale vrednosti parametra osnovnog skupa koje nisu obuhvaćene nultom hipotezom H 0.

4 Verovatnoća gustine f(z) Hipoteza može da bude prosta ili složena. Postoje tri varijante: 1. Tvrdnja: Prosečna plata u gradu je 1000 evra. H 0 : μ = μ 0 =1000 H 1 : μ μ 0 =1000 Dvosmerni test (±u α ) μ Normalizovano odstupanje (z) -u α +u α

5 Verovatnoća gustine f(z) 2. Tvrdnja: Prosečna plata u gradu je veća od 500 evra. H 0 : μ = μ 0 = 500 H 1 :μ > μ 0 =500 Jednosmerni test sa donjom granicom (+u α ) μ Normalizovano odstupanje (z) +u α

6 Verovatnoća gustine f(z) 3. Tvrdnja: Prosečna plata u gradu je manja od 1200 evra. H 0 : μ = μ 0 =1200 H 1 : μ < μ 0 =1200 Jednosmerni test sa gornjom granicom (-u α ) u α μ Normalizovano odstupanje (z)

7 Str. 117 Rizici greške kod testiranja hipoteza - Testiranjem H 0 se prihvata Testiranjem H 0 se odbacuje Dobra odluka, Greška prve vrste, H 0 je istinita u osnovnom skupu uz verovatnoću 1 α uz verovatnoću α H 0 je neistinita u osnovnom skupu Greška druge vrste, uz uslovnu verovatnoću β D o b r a o d l u k a, uz verovatnoću 1 β (verovatnoća 1 β se zove ''jačina testa'' ili ''moć testa'')

8 Testiranje hipoteza primenom ''p'' vrednosti Str. 117 Klasičan način testiranja: Upoređivanje statistike testa (u 0 ) i tablične vrednosti (u α ). p vrednost- realizovani nivo rizika greške α. α p H 0 se odbacuje! α<p H 0 se prihvata!

9 Str. 118 Uvod u parametarske testove Koriste se za proveru hipoteza o nepoznatoj vrednosti parametara osnovnog skupa. Primena zavisi od ispunjenja unapred određenih, strogih pretpostavki o osnovnom skupu.

10 Parametarski testovi se vrše na osnovu nekog od teorijskih rasporeda: normalnog rasporeda, Studentovog t-rasporeda, Snedekorovog F-rasporeda, binomnog rasporeda.

11 Str. 118 Testiranje na osnovu normalnog rasporeda Uslov: n 30

12 Testiranje aritmetičke sredine Str. 118 Izračunavanje statistike testa: Kada nije poznata varijansa osnovnog skupa: u 0 x 0, sx gde je: x aritmetička sredina uzorka, μ 0 sx hipotetička vrednost aritmetičke sredine osnovnog skupa, ocena standardne devijacije osnovnog skupa.

13 Dvosmerni test: 1. prosta H 0 i složena H 1 (dvosmerni test): H 0 : μ = μ 0 ; H 1 : μ μ 0. (u) 2 2 u 0 Odbacivanje H 0 Prihvatanje H 0 u u0 2 u u0 u 2 2 u 2 u 2 Odbacivanje H 0 u u0 2 Oblasti prihvatanja i odbacivanja nulte hipoteze H 0

14 Jednosmerni test: 2. složena H 0 i složena H 1 (jednosmerni test): H 0 : μ = μ 0 ; H 1 : μ > μ 0. (u) u 0 Prihvatanje H 0 Odbacivanje H 0 u u0 u u u0 Oblasti prihvatanja i odbacivanja nulte hipoteze H 0

15 Jednosmerni test: 3. složena H 0 i složena H 1 (jednosmerni test): H 0 : μ = μ 0 ; H 1 : μ < μ 0. (u) u Odbacivanje H 0 u u0 -u 0 Prihvatanje H 0 u u0 Oblasti prihvatanja i odbacivanja nulte hipoteze H 0

16 SOT-241 Testiranje razlike a.s. osnovnog skupa i a.s. uzorka (Prilagođeno za rad u Excel-u) SOT-243 Testiranje aritmetičke sredine, intervalna serija, veliki uzorak (Prilagođeno za rad u Excel-u)

17 Testiranje proporcije Str. 122 Uslov: n 50 u 0 p gde je: p' proporcija u uzorku, P 0 hipotetička vrednost proporcije u osnovnom skupu, s p' ocena srednje mere odstupanja proporcija u uzorcima od proporcije u osnovnom skupu. s p P 0 SOT-244 Testiranje proporcije (Prilagođeno za rad u Excel-u)

18 Testiranje na osnovu Studentovog t-rasporeda Str. 127 Uslov: n<30 t (α;r) Goset (Gosset) početkom XX veka Testiranje aritmetičke sredine Str. 585;197;128 t 0 x s x 0

19 1. prosta H 0 i složena H 1 (dvosmerni test): H 0 : μ = μ 0 ; H 1 : μ μ 0. f(t) 2 2 t Odbacivanje H 0 0 Prihvatanje H 0 Odbacivanje H 0 t ; r t ; r t0 t ; r t 2 2 t 2 0 t ; r ; r t 2 ; r t Oblasti prihvatanja i odbacivanja nulte hipoteze H 0

20 2. složena H 0 i složena H 1 (jednosmerni test): H 0 : μ = μ 0 ; H 1 : μ > μ 0. f(t) t 0 Prihvatanje H 0 Odbacivanje H 0 t t2 ; r 0 t (2a;r) Oblasti prihvatanja i odbacivanja nulte hipoteze H 0 t 0 >t (2a;r)

21 3. složena H 0 i složena H 1 (jednosmerni test): H 0 : μ = μ 0 ; H 1 : μ < μ 0. f(t) t Odbacivanje H 0 0 Prihvatanje H 0 t0 t2 ; r -t (2a;r) t0 t2 ; r Oblasti prihvatanja i odbacivanja nulte hipoteze H 0

22 SOT-242 Testiranje razlike a.s. osnovnog skupa i a.s. uzorka mali uzorak (Prilagođeno za rad u Excel-u) SOT-246 Testiranje aritmetičke sredine, negrupisani podaci, mali uzorak (Prilagođeno za rad u Excel-u)

23 Str. 124, 131 Testiranje razlike aritmetičkih sredina dva osnovna skupa Ranije se radilo posebno za velike a posebno za male uzorke. Obavezno testiranje homogenosti varijansi kod nezavisnih uzoraka. Ako je p < 0,01 varijansa nije homogena! t 0 x 1 x 2 s x 1 x2 SOT-249 Testiranje razlike a.s. dva zavisna uzorka (Prilagođeno za rad u Excel-u) SOT-245 Testiranje razlike a.s. dva uzorka (Prilagođeno za rad u Excel-u) SOT-247 Testiranje razlike a.s. dva uzorka, grupisani podaci, mali uzorci (Prilagođeno za rad u Excel-u) 1 2 0

24 Analiza varijanse Str. 132 (disperziona analiza; ANOVA) Definicija: Matematičko-statistički postupak pomoću kojeg se testira značajnost razlike između aritmetičkih sredina iz tri i više uzoraka. Može se ispitivati uticaj: jednog faktora varijabiliteta, dva faktora varijabiliteta, dva faktora varijabiliteta sa više opservacija (posmatranja).

25 Analiza varijanse jednog faktora varijabiliteta Str. 133 Formulisanje hipoteza: H 0 : μ 1 = μ 2 =...= μ i =...= μ m = μ, H 1 : Aritmetičke sredine bar dva podskupa se među sobom razlikuju. Tabela za analizu varijanse: Suma kvadrata odstupanja Broj stepeni slobode Ocena varijanse Odnos varijansi Tablična vrednost S A r 1 =m 1 V A F 0 S R r 2 =n m V R - S T r=n 1 V T - F ; ili F ; r1 ; r2 r2 ; r1

26 Grafički prikaz (Snedekorov F-raspored): f(f) F 0 Prihvatanje H 0 Odbacivanje H 0 r r ; 1 ; 2 F 0 F ; F r r 1 ; 2 F 0 F r1 ; r 2 Oblasti prihvatanja i odbacivanja nulte hipoteze H 0

27 Testiranje kod analize varijanse jednog faktora varijabiliteta Str. 135 Radi se samo ako je H 0 odbačena! Tri testa: t-test, testiranje najmanje značajne razlike (NZR), Takijev test (Tukey).

28 Test najmanje značajne razlike: NZR x x, t s r2 xi xi 1 x i <NZR; Razlika nije statistički značajna. x i NZR; Razlika je statistički značajna. i 1 i 1 Statistički značajna razlika =5% (*). Visoko statistički značajna razlika =1% (**). SOT-232 ANOVA jedan faktor varijabiliteta SOT-013 K:4-13 ANOVA jednog faktora varijabiliteta (bez proizvoljne a.s.)

29 Str. 139 Analiza varijanse dva faktora varijabiliteta Tabela za analizu varijanse: Suma kvadrata odstupanja Broj stepeni slobode Ocena varijanse Odnos varijansi Tablična vrednost S A r 1 =m 1 V A F 0(A) ; S B r 3 =s 1 V B F 0(B) ; S R r 2 =(m 1) (s 1) V R - - S T r=n 1 V T - - F F r1; r2 r1; r2

30 Grafički prikaz za faktor A: f(f) F 0 Prihvatanje H 0 Odbacivanje H 0 F r1 ; r3 F 0A F r1 F ; r3 F 0A ; ; r1 ; r3 ; Oblasti prihvatanja i odbacivanja nulte hipoteze H 0

31 Grafički prikaz za faktor B: f(f) F 0 Prihvatanje H 0 Odbacivanje H 0 F F r2 ; r3 0 B r2 F ; r2 ; r3 ; r3 0 B Oblasti prihvatanja i odbacivanja nulte hipoteze H 0 ; F ; F

32 Testiranje kod analize varijanse dva faktora varijabiliteta Str. 141 Radi se samo ako je H 0 odbačena za neki od faktora! Tri testa: t-test, testiranje najmanje značajne razlike (NZR), Takijev test (Tukey). Na isti način kao i za jedan faktor varijabiliteta!

33 V S V m S R R T R A A 1 V S V s S R R T R B B 1 SOT-208 ANOVA dva faktora varijabiliteta Samo u slučaju ako je nulta hipoteza H 0 odbačena za oba faktora! Izračunavanje relativnog uticaja faktora: SOT-074 K:4-14 ANOVA dva faktora varijabiliteta

34 SOT-054; K(05)z 4-7 Test. n.o. normalnog rasporeda SOT-058; K(05)z 4-8 Testiranje proporcije SOT-029; K(05)z 4-9 Test. razlike a.s. veliki uzorci SOT-066; K(05)z 4-10 Test. razlike proporcija dva skupa SOT-050; K(05)z 4-11 Test. n.o. t-rasporeda SOT-031; K(05)z 4-12 Test. razlike a.s. mali uzorci SOT-069; K(05)z 4-13 ANOVA 1 faktora var. SOT-072; K(05)z 4-14 ANOVA 2 faktora var.