參數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)課件

1、2021-9-25參數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)課件1參數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)參數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)Parameter Estimation &Hypothesis Testing2021-9-25參數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)課件2第五章第五章 參數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)參數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn) 5.1 參數(shù)估計(jì)參數(shù)估計(jì) 5.2 假設(shè)檢驗(yàn)假設(shè)檢驗(yàn) 5.3 非參數(shù)檢驗(yàn)非參數(shù)檢驗(yàn) 2021-9-25參數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)課件3什么是參數(shù)估計(jì)？什么是參數(shù)估計(jì)？參數(shù)是刻畫(huà)總體某方面概率特性的數(shù)量參數(shù)是刻畫(huà)總體某方面概率特性的數(shù)量. .當(dāng)此數(shù)量未知時(shí)當(dāng)此數(shù)量未知時(shí), ,從總體抽出一個(gè)樣本，從總體抽出一個(gè)樣本，用某種方法對(duì)這個(gè)未知參數(shù)進(jìn)行估計(jì)就用

2、某種方法對(duì)這個(gè)未知參數(shù)進(jìn)行估計(jì)就是參數(shù)估計(jì)是參數(shù)估計(jì). .例如，例如，X N ( , 2), 點(diǎn)估計(jì)點(diǎn)估計(jì)區(qū)間估計(jì)區(qū)間估計(jì)若若 , 2未知未知, 通過(guò)構(gòu)造樣本的函數(shù)通過(guò)構(gòu)造樣本的函數(shù), 給出給出它們的估計(jì)值或取值范圍就是參數(shù)估計(jì)它們的估計(jì)值或取值范圍就是參數(shù)估計(jì)的內(nèi)容的內(nèi)容.2021-9-25參數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)課件4參數(shù)估計(jì)在統(tǒng)計(jì)方法中的地位參數(shù)估計(jì)在統(tǒng)計(jì)方法中的地位參數(shù)估計(jì)參數(shù)估計(jì)假設(shè)檢驗(yàn)假設(shè)檢驗(yàn)v統(tǒng)計(jì)方法描述統(tǒng)計(jì)描述統(tǒng)計(jì)推斷統(tǒng)計(jì)推斷統(tǒng)計(jì)2021-9-25參數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)課件5參數(shù)估計(jì)的類型參數(shù)估計(jì)的類型點(diǎn)估計(jì)點(diǎn)估計(jì) 估計(jì)未知參數(shù)的值估計(jì)未知參數(shù)的值區(qū)間估計(jì)區(qū)間估計(jì) 估計(jì)未知參數(shù)的取值范圍

3、，估計(jì)未知參數(shù)的取值范圍， 并使此范圍包含未知參數(shù)并使此范圍包含未知參數(shù) 真值的概率為給定的值真值的概率為給定的值.2021-9-25參數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)課件6點(diǎn)估計(jì)的思想方法點(diǎn)估計(jì)的思想方法設(shè)總體X 的分布函數(shù)的形式已知, 但含有一個(gè)或多個(gè)未知參數(shù)：1,2, ,k設(shè) X1, X2, Xn為總體的一個(gè)樣本構(gòu)造 k 個(gè)統(tǒng)計(jì)量：),(),(),(21212211nknnXXXXXXXXX隨機(jī)變量點(diǎn)估計(jì)方法點(diǎn)估計(jì)方法2021-9-25參數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)課件7當(dāng)測(cè)得樣本值(x1, x2, xn)時(shí),代入上述方程組，即可得到 k 個(gè)數(shù)：),(),(),(21212211nknnxxxxxxxxx數(shù) 值稱數(shù)

4、1,k為未知參數(shù)1,k的估計(jì)值7-6對(duì)應(yīng)統(tǒng)計(jì)量 為未知參數(shù)的估計(jì)量1,k并建立k個(gè)方程。2021-9-25參數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)課件8q 頻率替換法頻率替換法利用事件A 在 n 次試驗(yàn)中發(fā)生的頻率/An n作為事件A 發(fā)生的概率 p 的估計(jì)量pnnpA7-7三種常用的點(diǎn)估計(jì)方法三種常用的點(diǎn)估計(jì)方法2021-9-25參數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)課件9 方法方法用樣本 k 階矩作為總體 k 階矩的估計(jì)量, 建立含有待估參數(shù)的方程, 從而解出待估參數(shù)7-9一般, 不論總體服從什么分布, 總體期望 與方差 2 存在, 則它們的矩估計(jì)量分別為11niiXXn2122)(1nniiSXXnq 矩法矩法 2021-9-2

5、5參數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)課件107-10事實(shí)上，按矩法原理，令niiXnX11)(12122XEXnAniiX)()(222XEXE22 A2211niiXXn212)(1nniiSXXn2021-9-25參數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)課件117-11設(shè)待估計(jì)的參數(shù)為k,21設(shè)總體的 r 階矩存在，記為),()(21krrXE樣本 X1, X2, Xn 的 r 階矩為nirirXnB11kr, 2 , 1令),(21krniriXn11 含未知參數(shù) 1,2, ,k 的方程組2021-9-25參數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)課件127-12解方程組 , 得 k 個(gè)統(tǒng)計(jì)量：11212(,)(,)nknX XXX XX 未知參數(shù)

6、 1, ,k 的矩估計(jì)量111212( , , , )( , , , )nkknx xxx xx 代入一組樣本值得 k 個(gè)數(shù): 未知參數(shù) 1, ,k 的矩估計(jì)值2021-9-25參數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)課件13q 極大似然估計(jì)法極大似然估計(jì)法 思想方法思想方法：一次試驗(yàn)就出現(xiàn)的 事件有較大的概率 例如: 有兩外形相同的箱子,各裝100個(gè)球 一箱 99個(gè)白球 1 個(gè)紅球 一箱 1 個(gè)白球 99個(gè)紅球現(xiàn)從兩箱中任取一箱, 并從箱中任取一球,結(jié)果所取得的球是白球.答答: : 第一箱. .7-17問(wèn)問(wèn): : 所取的球來(lái)自哪一箱？2021-9-25參數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)課件14一般, 設(shè) X 為離散型隨機(jī)變量,

7、其分布律為,),()(21uuxxfxXP則樣本 X1, X2, Xn的概率分布為),(2211nnxXxXxXP),(),(),(21nxfxfxf12, , ,1,2, , ,ixu uin7-21)(),(21LxxxLn記為或稱 L( ) 為樣本的似然函數(shù)2021-9-25參數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)課件15),(21nxxxL),(),(),(max21nxfxfxf稱這樣得到的 ),(21nxxxg為參數(shù) 的極大似然估計(jì)值極大似然估計(jì)值稱統(tǒng)計(jì)量),(21nXXXg為參數(shù) 的極大似然估計(jì)量極大似然估計(jì)量7-22MLE簡(jiǎn)記mle簡(jiǎn)記選擇適當(dāng)?shù)?= ,使 取最大值, 即L( )極大似然法的思想20

8、21-9-25參數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)課件16若 X 連續(xù), 取 f (xi, )為Xi 的密度函數(shù)niixfL1),()(似然函數(shù)為注注1 1注注2 2 未知參數(shù)可以不止一個(gè), 如1, k 設(shè)X 的密度(或分布)為1( ,)kf x則定義似然函數(shù)為111( ,)( ,)nkikiLf x,1,2,ixin1( , , )k11( ,; ,)nkL xx2021-9-25參數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)課件17若11( , , ; , , )nkLxx關(guān)于1, , k可微,則稱0),;,(2121knrxxxL為似然方程組kr, 2 , 1若對(duì)于某組給定的樣本值 x1, x2, xn，參數(shù) 使似然函數(shù)取得最大值,

9、 即k,2111( , ; ,)nkL xx),;,(max2121),(21knxxxLk則稱1,k為1, k 的極大似然估計(jì)值2021-9-25參數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)課件18顯然，),(21nrxxxgkr, 2 , 1稱統(tǒng)計(jì)量),(21nrXXXgkr, 2 , 1為1, 2, k 的極大似然估計(jì)量極大似然估計(jì)量7-252021-9-25參數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)課件19極大似然估計(jì)方法極大似然估計(jì)方法1） 寫出似然函數(shù) L2）求出k,21, 使得),;,(2121knxxxL),;,(max2121),(21knxxxLk7-282021-9-25參數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)課件200),;,(2121kn

10、rxxxLkr, 2 , 1可得未知參數(shù)的極大似然估計(jì)值k,21然后, 再求得極大似然估計(jì)量.7-29 L是 的可微函數(shù),解似然方程組1,k若若 L不是 的可微函數(shù), 需用其它方法求極大似然估計(jì)值. 1,k若若2021-9-25參數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)課件21引例引例 已知 X N ( ,1), 不同樣本算得的 的估計(jì)值不同，因此除了給出 的點(diǎn)估計(jì)外, 還希望根據(jù)所給的樣本確定一個(gè)隨機(jī)區(qū)間, 使其包含參數(shù)真值的概率達(dá)到指定的要求. 的無(wú)偏、有效點(diǎn)估計(jì)為X隨機(jī)變量常數(shù)區(qū)間估計(jì)區(qū)間估計(jì)2021-9-25參數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)課件22如引例中，要找一個(gè)區(qū)間,使其包含 的真值的概率為0.95. ( 設(shè) n =

11、5 )51,NX1, 051NX取05. 0查表得96. 12/z2021-9-25參數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)課件23這說(shuō)明即稱隨機(jī)區(qū)間為未知參數(shù) 的置信度為0.95的置信區(qū)間.95. 05196. 15196. 1XXP05. 096. 151XP5196. 1,5196. 1XX2021-9-25參數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)課件24 反復(fù)抽取容量為5的樣本,都可得一個(gè)區(qū)間,此區(qū)間不一定包含未知參數(shù) 的真值, 而包含真值的區(qū)間占95%.若測(cè)得 一組樣本值, 它可能包含也可能不包含 的真值, 反復(fù)則得一區(qū)間(1.86 0.877, 1.86 + 0.877)抽樣得到的區(qū)間中有95%包含 的真值.86.1x算得置

12、信區(qū)間的意義置信區(qū)間的意義2021-9-25參數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)課件25)51,51(22zXzX當(dāng)置信區(qū)間為時(shí)區(qū)間的長(zhǎng)度為5122z 達(dá)到最短?2/z為何要取2021-9-25參數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)課件2697. 3)13. 2(84. 13321zz92. 3)96. 1(96. 1221zz32z31z-2-1120.10.20.30.4取 = 0.052z21z-2-1120.10.20.30.42021-9-25參數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)課件27設(shè) 為待估參數(shù), 是一給定的數(shù), ( 0 50, 的置信區(qū)間的置信區(qū)間2121的置信區(qū)間為因此mSnSmn22212221)7(2021-9-25參數(shù)估計(jì)

13、與假設(shè)檢驗(yàn)課件42令 Zi = Xi -Yi , i = 1,2, n, 可以將它們看成來(lái)自正態(tài)總體 Z N ( 1 2 , 12 + 22) 的樣本仿單個(gè)正態(tài)總體公式(2) 的置信區(qū)間為21niiiZYXYXnS122)()(112221,(4) 未知未知, 但但 n = m , 的置信區(qū)間的置信區(qū)間21nSntYXZ) 1()(2)8(,YXZ2021-9-25參數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)課件43取樞軸量(5) 方差比方差比2221的置信區(qū)間的置信區(qū)間 ( 1 , 2 未知未知) 1, 1(/2221222122222121mnFSSSSF因此, 方差比2221的置信區(qū)間為) 1, 1(1,) 1,

14、 1(121222122221mnFSSmnFSS)9(2021-9-25參數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)課件44取樞軸量),()()()(1)(122211221212212221121mnFYXnmYmXnFmjjniimjjnii(6) 方差比方差比2221的置信區(qū)間的置信區(qū)間 ( 1 , 2 已知已知)2021-9-25參數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)課件45因此, 方差比2221 的置信區(qū)間為),()()(,),()()(221122121122121mnFYXnmmnFYXnmmjjniimjjnii)10(2021-9-25參數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)課件46( (三三) ) 單側(cè)置信區(qū)間單側(cè)置信區(qū)間定義定義 對(duì)于給

15、定的 (0 p,pci=mle(bino,X,0.05,20) %求概率的估計(jì)值和置信區(qū)間，置信度為95% p = 0.85利用mle函數(shù)進(jìn)行參數(shù)估計(jì)pci = 0.62107 0.967932021-9-25參數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)課件52常用分布的參數(shù)估計(jì)函數(shù) 2021-9-25參數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)課件53【例【例5.1.2】 我院某年級(jí)信息專業(yè)數(shù)學(xué)分析成績(jī)的平均值和我院某年級(jí)信息專業(yè)數(shù)學(xué)分析成績(jī)的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算我院學(xué)生的數(shù)據(jù)為我院學(xué)生的數(shù)據(jù)為excel文件：文件：2021-9-25參數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)課件54% 我院某年級(jí)信息專業(yè)數(shù)學(xué)分析成績(jī)的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算我院某年級(jí)信息專業(yè)數(shù)學(xué)

16、分析成績(jī)的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算C=load(e:dataAA);B=C.A;mu_cul, sigma_cul = normfit(B(:,3)Score_max=max(B(:,3)Score_min=min(B(:,3)mu_cul = 77.037sigma_cul = 13.902Score_max = 100Score_min = 36利用上例估計(jì)出的均值和標(biāo)準(zhǔn)差，作出利用上例估計(jì)出的均值和標(biāo)準(zhǔn)差，作出正態(tài)分布的密度圖和分布圖形。分布函正態(tài)分布的密度圖和分布圖形。分布函數(shù)數(shù)cdf和密度函數(shù)和密度函數(shù)pdf的語(yǔ)法分別為：的語(yǔ)法分別為：2021-9-25參數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)課件55X=lin

17、space(0,150,100);P = normcdf(X,mu_cul,sigma_cul);p = normpdf(X,mu_cul,sigma_cul);subplot(1,2,1),plot(X,P),title(成績(jī)分布圖成績(jī)分布圖)subplot(1,2,2),plot(X,p),title(成績(jī)密度圖成績(jī)密度圖)2021-9-25參數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)課件56第五章第五章 參數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)參數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn) 5.1 參數(shù)估計(jì)參數(shù)估計(jì) 5.2 假設(shè)檢驗(yàn)假設(shè)檢驗(yàn) 5.3 非參數(shù)檢驗(yàn)非參數(shù)檢驗(yàn) 2021-9-25參數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)課件57若對(duì)若對(duì)參數(shù)參數(shù)有所有所了解了解但有懷但有懷疑猜

18、測(cè)疑猜測(cè)需要證需要證實(shí)之時(shí)實(shí)之時(shí)用假設(shè)用假設(shè)檢驗(yàn)的檢驗(yàn)的方法來(lái)方法來(lái) 處理處理若對(duì)參數(shù)若對(duì)參數(shù)一無(wú)所知一無(wú)所知用參數(shù)估計(jì)用參數(shù)估計(jì)的方法處理的方法處理假設(shè)檢驗(yàn)的基本概念假設(shè)檢驗(yàn)的基本概念2021-9-25參數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)課件58 假設(shè)檢驗(yàn)是指施加于一個(gè)或多個(gè)假設(shè)檢驗(yàn)是指施加于一個(gè)或多個(gè)總體的概率分布或參數(shù)的假設(shè)總體的概率分布或參數(shù)的假設(shè). . 所作所作假設(shè)可以是正確的假設(shè)可以是正確的, ,也可以是錯(cuò)誤的也可以是錯(cuò)誤的. . 為判斷所作的假設(shè)是否正確為判斷所作的假設(shè)是否正確, , 從從總體中抽取樣本總體中抽取樣本, ,根據(jù)樣本的取值根據(jù)樣本的取值, ,按按一定原則進(jìn)行檢驗(yàn)一定原則進(jìn)行檢驗(yàn), ,

19、 然后作出接受或然后作出接受或拒絕所作假設(shè)的決定拒絕所作假設(shè)的決定. .何為假設(shè)檢驗(yàn)何為假設(shè)檢驗(yàn)?2021-9-25參數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)課件59實(shí)際統(tǒng)計(jì)推斷原理：實(shí)際統(tǒng)計(jì)推斷原理： 小概率事件實(shí)際不可能發(fā)生小概率事件實(shí)際不可能發(fā)生。即事件發(fā)生可能性很小時(shí)，實(shí)際上我們認(rèn)為不可能發(fā)生。例如：即事件發(fā)生可能性很小時(shí)，實(shí)際上我們認(rèn)為不可能發(fā)生。例如：1）設(shè)姚明在罰球線投籃進(jìn)與不進(jìn)是一隨機(jī)變量）設(shè)姚明在罰球線投籃進(jìn)與不進(jìn)是一隨機(jī)變量X，進(jìn)的可能性是，進(jìn)的可能性是95%，不進(jìn)的可能性是，不進(jìn)的可能性是5%。則在一次投籃時(shí)不進(jìn)這一事件是一個(gè)。則在一次投籃時(shí)不進(jìn)這一事件是一個(gè)小概率事件，則我們認(rèn)為他投籃不會(huì)不進(jìn)

20、。小概率事件，則我們認(rèn)為他投籃不會(huì)不進(jìn)。2）設(shè)每個(gè)人上街發(fā)生交通事故的可能性為）設(shè)每個(gè)人上街發(fā)生交通事故的可能性為0.01%，這是一個(gè)小概，這是一個(gè)小概率事件。但實(shí)際我們認(rèn)為不可能發(fā)生，周末我們照樣逛街購(gòu)物。率事件。但實(shí)際我們認(rèn)為不可能發(fā)生，周末我們照樣逛街購(gòu)物。假設(shè)檢驗(yàn)的原理假設(shè)檢驗(yàn)的原理2021-9-25參數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)課件60事實(shí)上我們并不知道，姚明的命中率。我們是用統(tǒng)計(jì)推斷的事實(shí)上我們并不知道，姚明的命中率。我們是用統(tǒng)計(jì)推斷的方法來(lái)決定的。按以下步驟進(jìn)行推斷：方法來(lái)決定的。按以下步驟進(jìn)行推斷：1）H0：進(jìn)球的概率為：進(jìn)球的概率為95%2）對(duì)）對(duì)X進(jìn)行抽樣，即觀測(cè)投籃結(jié)果。進(jìn)行抽樣，即

21、觀測(cè)投籃結(jié)果。3）如果進(jìn)了接受原假設(shè)）如果進(jìn)了接受原假設(shè)H0，進(jìn)球的概率為，進(jìn)球的概率為95%。如果沒(méi)有。如果沒(méi)有進(jìn)，按小概率事件實(shí)際不可能發(fā)生原理，認(rèn)為不進(jìn)球不是小進(jìn)，按小概率事件實(shí)際不可能發(fā)生原理，認(rèn)為不進(jìn)球不是小概率事件。因此推翻原假設(shè)。概率事件。因此推翻原假設(shè)。 對(duì)總體對(duì)總體X的分布律或分布參數(shù)作某種假設(shè)，根據(jù)抽取的分布律或分布參數(shù)作某種假設(shè)，根據(jù)抽取的樣本觀察值，運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的分析方法，檢驗(yàn)這種假設(shè)的樣本觀察值，運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的分析方法，檢驗(yàn)這種假設(shè)是否正確，從而決定接受假設(shè)或拒絕假設(shè)是否正確，從而決定接受假設(shè)或拒絕假設(shè).2021-9-25參數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)課件611.參數(shù)檢驗(yàn)參數(shù)檢驗(yàn)

22、：如果觀測(cè)的分布函數(shù)類型已知，這時(shí)構(gòu)造出如果觀測(cè)的分布函數(shù)類型已知，這時(shí)構(gòu)造出的的 統(tǒng)計(jì)量依賴于總體的分布函數(shù)，這種檢驗(yàn)稱為參數(shù)檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量依賴于總體的分布函數(shù)，這種檢驗(yàn)稱為參數(shù)檢驗(yàn). 參數(shù)檢驗(yàn)的目的往往是對(duì)總體的參數(shù)及其有關(guān)性質(zhì)作出明參數(shù)檢驗(yàn)的目的往往是對(duì)總體的參數(shù)及其有關(guān)性質(zhì)作出明確的判斷確的判斷.2.非參數(shù)檢驗(yàn)非參數(shù)檢驗(yàn)：在很多實(shí)際問(wèn)題中我們得到的樣本并不知道其分布特在很多實(shí)際問(wèn)題中我們得到的樣本并不知道其分布特性，而是只利用樣本本身進(jìn)行統(tǒng)計(jì)推斷，這樣的參數(shù)推斷稱為非參數(shù)統(tǒng)性，而是只利用樣本本身進(jìn)行統(tǒng)計(jì)推斷，這樣的參數(shù)推斷稱為非參數(shù)統(tǒng)計(jì)推斷。計(jì)推斷。假設(shè)檢驗(yàn)分類假設(shè)檢驗(yàn)分類2.分布的擬合優(yōu)

23、度檢驗(yàn)分布的擬合優(yōu)度檢驗(yàn)一組樣本：一組樣本：我們關(guān)心的是它們來(lái)自那一種分布，這時(shí)首先假定是服從某一分布，然后用我們關(guān)心的是它們來(lái)自那一種分布，這時(shí)首先假定是服從某一分布，然后用樣本構(gòu)造其分布特性，并和假設(shè)的理論分布擬合的好壞進(jìn)行檢驗(yàn)，這就是分樣本構(gòu)造其分布特性，并和假設(shè)的理論分布擬合的好壞進(jìn)行檢驗(yàn)，這就是分布的擬合優(yōu)度檢驗(yàn)。描述隨機(jī)變量的分布特性有兩種方法，一是隨機(jī)變量的布的擬合優(yōu)度檢驗(yàn)。描述隨機(jī)變量的分布特性有兩種方法，一是隨機(jī)變量的分布函數(shù)，另一個(gè)是隨機(jī)變量的密度函數(shù)，我們可以分別構(gòu)造不同的統(tǒng)計(jì)量分布函數(shù)，另一個(gè)是隨機(jī)變量的密度函數(shù)，我們可以分別構(gòu)造不同的統(tǒng)計(jì)量進(jìn)行檢驗(yàn)。進(jìn)行檢驗(yàn)。12,n

24、XXX2021-9-25參數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)課件62 假設(shè)檢驗(yàn)步驟(三部曲三部曲) 其中 )(VVP)()(221VVVV雙邊檢驗(yàn)雙邊檢驗(yàn))(1VV左邊檢驗(yàn)左邊檢驗(yàn)確定拒絕域 .q 計(jì)算,并作出相應(yīng)判斷.右邊檢驗(yàn)右邊檢驗(yàn))(VV 0Hq 根據(jù)實(shí)際問(wèn)題建立 與 .1H0Hq 在 為真時(shí),選擇合適統(tǒng)計(jì)量 ,V1H由2021-9-25參數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)課件63接受域接受域拒絕域拒絕域統(tǒng)計(jì)量計(jì)算結(jié)果統(tǒng)計(jì)量計(jì)算結(jié)果顯著性水平顯著性水平0.05下下2021-9-25參數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)課件64 某廠生產(chǎn)的螺釘某廠生產(chǎn)的螺釘, ,按標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度為按標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度為68/mm68/mm2 2, , 而實(shí)際生產(chǎn)的強(qiáng)度而實(shí)際生

25、產(chǎn)的強(qiáng)度X X 服服N N( ( ,3.6,3.62 2 ). ). 若若E E( (X X)=)= =68,=68,則認(rèn)為這批螺釘符合要求則認(rèn)為這批螺釘符合要求, ,否否則認(rèn)為不符合要求則認(rèn)為不符合要求. .為此提出如下假設(shè)為此提出如下假設(shè): :H0 : = 68 稱為稱為原假設(shè)原假設(shè)或或零假設(shè)零假設(shè) 原假設(shè)的對(duì)立面原假設(shè)的對(duì)立面: :H1 : 68 稱為稱為備擇假設(shè)備擇假設(shè)【例【例5.2.15.2.1】假設(shè)檢驗(yàn)假設(shè)檢驗(yàn)的任務(wù)的任務(wù)必須在原假設(shè)與必須在原假設(shè)與備擇假設(shè)備擇假設(shè) 之間作一選擇之間作一選擇2021-9-25參數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)課件65若原假設(shè)正確若原假設(shè)正確, , 則則)36/6

26、. 3,68(2NX因而因而 68)(XE,即即X偏離偏離6868不應(yīng)該太遠(yuǎn)不應(yīng)該太遠(yuǎn), ,故故取較大值是小概率事件取較大值是小概率事件.6/6 .368X可以確定一個(gè)常數(shù)可以確定一個(gè)常數(shù)c c 使得使得cXP6/6 . 368因此因此, ,取取 , ,則則05. 0 現(xiàn)從整批螺釘中取容量為現(xiàn)從整批螺釘中取容量為3636的樣本的樣本, ,其均值為其均值為 , ,問(wèn)原假設(shè)是否正確問(wèn)原假設(shè)是否正確? ?5 .68x96. 1025. 02zzc2021-9-25參數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)課件66681.963.6/6X 由由為檢驗(yàn)的為檢驗(yàn)的接受域接受域 (實(shí)際上沒(méi)理由拒絕實(shí)際上沒(méi)理由拒絕),現(xiàn)現(xiàn)5 .68

27、x落入接受域落入接受域, ,則接受原假設(shè)則接受原假設(shè)824.6618.69XX或即區(qū)間即區(qū)間( ,66.824 ) 與與 ( 69.18 , + )為檢驗(yàn)的為檢驗(yàn)的拒絕域拒絕域稱稱 的取值區(qū)間的取值區(qū)間X( ( 66.824 , , 69.18 ) )H H0 0: : = = 682021-9-25參數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)課件67在給定在給定 的前提下的前提下, ,接受還是拒絕原假接受還是拒絕原假設(shè)完全取決于樣本值設(shè)完全取決于樣本值, , 因此所作檢驗(yàn)因此所作檢驗(yàn)可能導(dǎo)致以下兩類錯(cuò)誤的產(chǎn)生：可能導(dǎo)致以下兩類錯(cuò)誤的產(chǎn)生： 第一類錯(cuò)誤棄真錯(cuò)誤第二類錯(cuò)誤取偽錯(cuò)誤2021-9-25參數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)課件6

28、8正確正確正確正確 犯第一類錯(cuò)誤的概率通常記為犯第一類錯(cuò)誤的概率通常記為 犯第二類錯(cuò)誤的概率通常記為犯第二類錯(cuò)誤的概率通常記為 H0 為真為真H0 為假為假真實(shí)情況真實(shí)情況所作判斷所作判斷接受接受 H0拒絕拒絕 H0第一類錯(cuò)誤第一類錯(cuò)誤( (棄真棄真) )第二類錯(cuò)誤第二類錯(cuò)誤( (取偽取偽) )假設(shè)檢驗(yàn)的兩類錯(cuò)誤假設(shè)檢驗(yàn)的兩類錯(cuò)誤2021-9-25參數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)課件69 任何檢驗(yàn)方法都不能完全排除犯錯(cuò)任何檢驗(yàn)方法都不能完全排除犯錯(cuò) 假設(shè)檢驗(yàn)的指導(dǎo)思想是控制犯第一類假設(shè)檢驗(yàn)的指導(dǎo)思想是控制犯第一類誤的可能性誤的可能性. .理想的檢驗(yàn)方法應(yīng)使犯兩類理想的檢驗(yàn)方法應(yīng)使犯兩類錯(cuò)誤的概率都很小錯(cuò)誤的

29、概率都很小, ,但在樣本容量給定的但在樣本容量給定的情形下情形下, ,不可能使兩者都很小不可能使兩者都很小, ,降低一個(gè)降低一個(gè), , 往往使另一個(gè)增大往往使另一個(gè)增大. .錯(cuò)誤的概率不超過(guò)錯(cuò)誤的概率不超過(guò) , , 然后然后, ,若有必要若有必要, ,通通過(guò)增大樣本容量的方法來(lái)減少過(guò)增大樣本容量的方法來(lái)減少 . .2021-9-25參數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)課件70P P( (拒絕拒絕H H0 0| |H H0 0為真為真) )若若H H0 0為真為真, , 則則 2(68 , 3.6 /36)XN所以所以, ,拒絕拒絕 H H0 0 的概率為的概率為 , , 又稱為又稱為顯顯著性水平著性水平, 越大

30、越大, ,犯第一類錯(cuò)誤的概犯第一類錯(cuò)誤的概率越大率越大, , 即越顯著即越顯著. .前例前例 中，中，犯第一類錯(cuò)誤的概率犯第一類錯(cuò)誤的概率0.05 0853. 09147. 01)37. 1 () 3 . 5 (2021-9-25參數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)課件71H H0 0不真不真, ,即即 68, 68, 可能小于可能小于68,68,也可能大于也可能大于68, 68, 的大小取決于的大小取決于 的真值的大小的真值的大小. .6.06682.666.06618.69下面計(jì)算犯第二類錯(cuò)誤的概率 設(shè)設(shè) = =P P( (接受接受H H0 0| |H H0 0不真不真) )6618. 6982. 66(6

31、6XP266,36, (66,3.6 /36)nXN6177.00002.06179.0)63.3()3.0(6.06982.666.06918.69)6918.6982.66(69XP2021-9-25參數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)課件72若若26 9 ,3 6 , ( 6 9 ,3 . 6 /3 6 )n X N取偽的概率較大取偽的概率較大.6062.56567.57072.5750.020.040.060.080.10.122021-9-25參數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)課件7367.5 70 72.5 75 77.5 80 82.50.020.040.060.080.10.1296. 1025. 02 zzc

32、/2/2H0 真真H0 不真不真2021-9-25參數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)課件74仍取仍取 =0.05,=0.05,則則6 81 . 9 63 . 6/ 8X2(6 6 ,3 .6/6 4 )XN由由可以確定拒絕域?yàn)榭梢源_定拒絕域?yàn)?( , 67.118 ) 與與 ( 68.882 , + )因此，接受域?yàn)橐虼耍邮苡驗(yàn)?67.118, 68.882)(67.118, 68.882)現(xiàn)增大樣本容量現(xiàn)增大樣本容量, ,取取n = n = 64, 64, = 66,= 66,則則0853.00064.09936.01)49.2()4 .6(2021-9-25參數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)課件756177. 0393

33、6. 0)6988.6812.67(69XP)1,(045.06612.6745.06688.68)66882.68118.67(66XPNoImage2021-9-25參數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)課件76 一般一般, ,作假設(shè)檢驗(yàn)時(shí)作假設(shè)檢驗(yàn)時(shí), ,先控制犯第一先控制犯第一類錯(cuò)誤的概率類錯(cuò)誤的概率 , ,在此基礎(chǔ)上使在此基礎(chǔ)上使 盡量盡量地小地小. .要降低要降低 一般要增大樣本容量一般要增大樣本容量. .當(dāng)當(dāng)H H0 0不真時(shí)不真時(shí), ,參數(shù)值越接近真值參數(shù)值越接近真值, , 越大越大. .備擇假設(shè)可以是單側(cè)備擇假設(shè)可以是單側(cè), ,也可以雙側(cè)也可以雙側(cè). . H0 : = 68； H1 : 68注注

34、 1 1 注注 2 2 引例引例2 2中的備擇假設(shè)是雙側(cè)的中的備擇假設(shè)是雙側(cè)的. .若根據(jù)以若根據(jù)以往生產(chǎn)情況往生產(chǎn)情況, , 0 0=68.=68.現(xiàn)采用了新工藝現(xiàn)采用了新工藝, ,關(guān)關(guān)心的是新工藝能否提高螺釘強(qiáng)度心的是新工藝能否提高螺釘強(qiáng)度, , 越大越大越好越好. .此時(shí)可作如下的右邊假設(shè)檢驗(yàn)此時(shí)可作如下的右邊假設(shè)檢驗(yàn): :2021-9-25參數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)課件77關(guān)于原假設(shè)與備擇假設(shè)的選取關(guān)于原假設(shè)與備擇假設(shè)的選取H H0 0與與H H1 1地位應(yīng)平等地位應(yīng)平等, ,但在控制犯第一類但在控制犯第一類錯(cuò)誤的概率錯(cuò)誤的概率 的原則下的原則下, ,使得采取拒使得采取拒絕絕H H0 0 的決

35、策變得較慎重的決策變得較慎重, ,即即H H0 0 得到特得到特別的保護(hù)別的保護(hù). .因而因而, ,通常把有把握的、有經(jīng)驗(yàn)的結(jié)論通常把有把握的、有經(jīng)驗(yàn)的結(jié)論作為原假設(shè)作為原假設(shè), ,或者盡可能使后果嚴(yán)重的或者盡可能使后果嚴(yán)重的錯(cuò)誤成為第一類錯(cuò)誤錯(cuò)誤成為第一類錯(cuò)誤. .注注 3 3 2021-9-25參數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)課件78設(shè)取出一容量為 n 的樣本，得到均值X和標(biāo)準(zhǔn)差 s，現(xiàn)要對(duì)總體均值是否等于某給定值0進(jìn)行檢驗(yàn).記00:H； 01:H稱 H0為原原假假設(shè)設(shè)，H1為備備擇擇假假設(shè)設(shè)，兩者擇其一：接受 H0；拒絕 H0，即接受 H1.單個(gè)正態(tài)總體均值檢驗(yàn)單個(gè)正態(tài)總體均值檢驗(yàn)2021-9-25參

36、數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)課件79 用 u檢檢驗(yàn)驗(yàn)，檢驗(yàn)的拒絕域?yàn)?1uzW 即 2121uzuzW或 用樣本方差2s代替總體方差2，這種檢驗(yàn)叫 t檢檢驗(yàn)驗(yàn).總體方差2已知統(tǒng)計(jì)量 z=nX0總體方差2未知統(tǒng)計(jì)量tnsX0H0H1在顯著水平下拒絕 H0，若0021 uz) 1(21ntt001uz) 1(1ntt001uz) 1(1ntt1、總總體體方方差差2已已知知2總總體體方方差差2未未知知2021-9-25參數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)課件80設(shè) X1，X2，Xn是來(lái)自正態(tài)總體),(2N的樣本，欲檢驗(yàn)假設(shè)：2020:H 2021:H（或 202 或 202）這叫2檢檢驗(yàn)驗(yàn).均值已知統(tǒng)計(jì)量212202)(1nii

37、X均值未知統(tǒng)計(jì)量212202)(1XXniiH0H1在顯著水平下拒絕 H0，若202202)(222n或)(2212n) 1(222n或) 1(2212n202202)(212n) 1(212n202202)(22n) 1(22n單個(gè)正態(tài)總體方差檢驗(yàn)單個(gè)正態(tài)總體方差檢驗(yàn)2021-9-25參數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)課件81構(gòu)造統(tǒng)計(jì)量 222121nnYXz.1、21與與22已已知知時(shí)時(shí)2、21與與22未未知知但但相相等等時(shí)時(shí)構(gòu)造統(tǒng)計(jì)量212121222211)2() 1() 1(nnnnnnsnsnYXt，方差2221,已知統(tǒng)計(jì)量 z方差2221,未知但相等統(tǒng)計(jì)量tH0H1在顯著水平下拒絕 H0，若21

38、2121 uz)2(2121nntt21211uz)2(211nntt21211uz)2(211nntt兩個(gè)正態(tài)總體均值檢驗(yàn)兩個(gè)正態(tài)總體均值檢驗(yàn)2021-9-25參數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)課件82設(shè)樣本 X1，X2，Xn1與 Y1，Y2，Yn2分別來(lái)自正態(tài)總體),(211N與),(222N，檢驗(yàn)假設(shè)： 22210:H 22211:H（或2221或2221）均值21,已知統(tǒng)計(jì)量0F均值21,未知統(tǒng)計(jì)量FH0H1在顯著水平下拒絕 H0，若22212221),(21210nnFF或),(112210nnFF) 1, 1(2121nnFF或) 1, 1(11221nnFF22212221),(2110nnFF

39、) 1, 1(211nnFF22212221),(11210nnFF) 1, 1(1121nnFF21122212110)(1)(1niiniiYnXnF， 2221ssF （設(shè)2221ss ）兩個(gè)正態(tài)總體方差檢驗(yàn)兩個(gè)正態(tài)總體方差檢驗(yàn)2021-9-25參數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)課件83 在總體服從正態(tài)分布的情況下，可用以下命令進(jìn)行假設(shè)檢驗(yàn)在總體服從正態(tài)分布的情況下，可用以下命令進(jìn)行假設(shè)檢驗(yàn).1、總體方差總體方差 2已知時(shí)，總體均值的檢驗(yàn)使用已知時(shí)，總體均值的檢驗(yàn)使用 z-檢驗(yàn)檢驗(yàn)h = ztest(x,m,sigma) % x為正態(tài)總體的樣本，為正態(tài)總體的樣本，m為均值為均值 0，sigma為標(biāo)準(zhǔn)差，

40、顯著性水平為為標(biāo)準(zhǔn)差，顯著性水平為0.05(默認(rèn)值默認(rèn)值) h = ztest(x,m,sigma,alpha) %顯著性水平為顯著性水平為alpha h,sig,ci,zval = ztest(x,m,sigma,alpha,tail) %sig為觀察值的概率，為觀察值的概率，當(dāng)當(dāng)sig為小概率時(shí)則對(duì)原假設(shè)提出質(zhì)疑，為小概率時(shí)則對(duì)原假設(shè)提出質(zhì)疑，ci為真正均值為真正均值的的1-alpha置信區(qū)間，置信區(qū)間，zval為統(tǒng)計(jì)量的值。為統(tǒng)計(jì)量的值。 參數(shù)假設(shè)檢驗(yàn)參數(shù)假設(shè)檢驗(yàn)Matlab實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)說(shuō)明說(shuō)明 若若h=0，表示在顯著性水平，表示在顯著性水平alpha下，不能拒絕原假設(shè)；下，不能拒絕原假設(shè)；

41、 若若h=1，表示在顯著性水平，表示在顯著性水平alpha下，可以拒絕原假設(shè)。下，可以拒絕原假設(shè)。 原假設(shè)：，原假設(shè)：， H0：= 0=m若若tail=0，表示備擇假設(shè)：，表示備擇假設(shè)：H1 : 0 =m （默認(rèn)，雙邊檢）；（默認(rèn)，雙邊檢）； tail=1，表示備擇假設(shè)：，表示備擇假設(shè)： H1 : 0 =m （單邊檢驗(yàn)）；（單邊檢驗(yàn)）； tail=-1，表示備擇假設(shè)：，表示備擇假設(shè)： H1 : V (right-tailed test)v left - x=-1:1:5; y=randn(20,1); h,p,k=kstest2(x,y) h = 1 p = 0.0444 k = 0.5643

42、 說(shuō)明 h=1表示可以認(rèn)為向量x與y的分布不相同，相同的概率只有4.4%2021-9-25參數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)課件101正態(tài)分布的擬合優(yōu)度測(cè)試v 函數(shù)函數(shù) jbtest v 格式格式 H = jbtest(X) %對(duì)輸入向量對(duì)輸入向量X進(jìn)行進(jìn)行Jarque-Bera測(cè)試，顯測(cè)試，顯著性水平為著性水平為0.05。 v H = jbtest(X,alpha) %在水平在水平alpha而非而非5%下施行下施行 Jarque-Bera 測(cè)試，測(cè)試，alpha在在0和和1之間。之間。 v H,P,JBSTAT,CV = jbtest(X,alpha) %P為接受假設(shè)的概率值，為接受假設(shè)的概率值，P越接近于

43、越接近于0，則可以拒絕是正態(tài)分布的原假設(shè)；，則可以拒絕是正態(tài)分布的原假設(shè)；JBSTAT為測(cè)為測(cè)試統(tǒng)計(jì)量的值，試統(tǒng)計(jì)量的值，CV為是否拒絕原假設(shè)的臨界值。為是否拒絕原假設(shè)的臨界值。 v 說(shuō)明說(shuō)明 H為測(cè)試結(jié)果，若為測(cè)試結(jié)果，若H=0，則可以認(rèn)為，則可以認(rèn)為X是服從正態(tài)分布的；是服從正態(tài)分布的；若若H=1，則可以否定，則可以否定X服從正態(tài)分布。服從正態(tài)分布。X為大樣本，對(duì)于小樣為大樣本，對(duì)于小樣本用本用lillietest函數(shù)。函數(shù)。 2021-9-25參數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)課件102【例5.3.2】調(diào)用調(diào)用MATLAB中關(guān)于汽車重量的數(shù)據(jù)，測(cè)試中關(guān)于汽車重量的數(shù)據(jù)，測(cè)試該數(shù)據(jù)是否服從正態(tài)分布該數(shù)據(jù)是

44、否服從正態(tài)分布 load carsmall h,p,j,cv=jbtest(Weight) 說(shuō)明說(shuō)明 p=2.67%表示應(yīng)該拒絕服從正態(tài)分布的假設(shè)；表示應(yīng)該拒絕服從正態(tài)分布的假設(shè)；h=1也可也可否定服從正態(tài)分布；統(tǒng)計(jì)量的值否定服從正態(tài)分布；統(tǒng)計(jì)量的值j = 7.2448大于接受假設(shè)的臨大于接受假設(shè)的臨界值界值cv =5.9915，因而拒絕假設(shè)，因而拒絕假設(shè)(測(cè)試水平為測(cè)試水平為5%)。h = 1 p = 0.0267 j = 7.2448 cv = 5.9915 2021-9-25參數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)課件103正態(tài)分布的擬合優(yōu)度測(cè)試正態(tài)分布的擬合優(yōu)度測(cè)試lillietest v格式格式 H =

45、lillietest(X) %對(duì)輸入向量對(duì)輸入向量X進(jìn)行進(jìn)行Lilliefors測(cè)試，顯著性水平為測(cè)試，顯著性水平為0.05。 vH = lillietest(X,alpha) %在水平在水平alpha而非而非5%下施行下施行Lilliefors測(cè)試，測(cè)試，alpha在在0.01和和0.2之間。之間。 vH,P,LSTAT,CV = lillietest(X,alpha) %P為接受假為接受假設(shè)的概率值，設(shè)的概率值，P越接近于越接近于0，則可以拒絕是正態(tài)分布，則可以拒絕是正態(tài)分布的原假設(shè)；的原假設(shè)；LSTAT為測(cè)試統(tǒng)計(jì)量的值，為測(cè)試統(tǒng)計(jì)量的值，CV為是否為是否拒絕原假設(shè)的臨界值。拒絕原假設(shè)的臨

46、界值。 v說(shuō)明說(shuō)明 H為測(cè)試結(jié)果，若為測(cè)試結(jié)果，若H=0，則可以認(rèn)為，則可以認(rèn)為X是服從是服從正態(tài)分布的；若正態(tài)分布的；若H=1，則可以否定，則可以否定X服從正態(tài)分布。服從正態(tài)分布。 2021-9-25參數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)課件104【例5.3.4】 Y=chi2rnd(10,100,1); h,p,l,cv=lillietest(Y) h = 1 p = 0.0175 l = 0.1062 cv = 0.0886說(shuō)明說(shuō)明 h=1表示拒絕正態(tài)分布的假設(shè)；表示拒絕正態(tài)分布的假設(shè)；p = 0.0175表示服從正態(tài)分表示服從正態(tài)分布的概率很??；統(tǒng)計(jì)量的值布的概率很??；統(tǒng)計(jì)量的值l = 0.1062大于接

47、受假設(shè)的臨界值大于接受假設(shè)的臨界值cv =0.0886，因而拒絕假設(shè)，因而拒絕假設(shè)(測(cè)試水平為測(cè)試水平為5%)。 hist(Y) 從圖中看出，數(shù)據(jù)Y不服從正態(tài)分布。0510152025051015202530Probability Greater than Lower Bound is 0.88493DensityCritical Value2021-9-25參數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)課件105) 1(2n統(tǒng)計(jì)量檢驗(yàn)隨機(jī)數(shù)的密度函數(shù)擬合優(yōu)度檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量檢驗(yàn)隨機(jī)數(shù)的密度函數(shù)擬合優(yōu)度檢驗(yàn) 將樣本將樣本 定義域分為定義域分為k個(gè)相等的區(qū)間，記個(gè)相等的區(qū)間，記i區(qū)間的區(qū)間的觀測(cè)頻數(shù)為觀測(cè)頻數(shù)為ni（i=1,，k

48、），若隨機(jī)變量），若隨機(jī)變量X落于第落于第i區(qū)間的概率為區(qū)間的概率為Pi，則得理論頻數(shù)，則得理論頻數(shù)mi= N Pi，由，由ni，mi構(gòu)造統(tǒng)計(jì)量。構(gòu)造統(tǒng)計(jì)量。nXXX,2112kkiiiimnm12)(=漸近服從自由度為漸近服從自由度為k-1的卡方分布，簡(jiǎn)記為的卡方分布，簡(jiǎn)記為 。一般。一般要求樣本數(shù)要求樣本數(shù)N30。 12k2021-9-25參數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)課件106【例例5.3.5 】抽標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布機(jī)數(shù)】抽標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布機(jī)數(shù)200個(gè)，對(duì)密度函數(shù)進(jìn)行個(gè)，對(duì)密度函數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)推斷統(tǒng)計(jì)推斷X = normrnd(0,1,200,1) % 抽抽200個(gè)正態(tài)分布隨機(jī)數(shù)個(gè)正態(tài)分布隨機(jī)數(shù)histfit(X

49、,8); % 作示意圖作示意圖% 構(gòu)造卡方統(tǒng)計(jì)量構(gòu)造卡方統(tǒng)計(jì)量k=8;kk=linspace(-3,3,k+1); % 對(duì)區(qū)間分成對(duì)區(qū)間分成8個(gè)等區(qū)間個(gè)等區(qū)間P=normcdf(kk,0,1); % 計(jì)算每個(gè)區(qū)間的概率計(jì)算每個(gè)區(qū)間的概率n=(P(2:k+1)-P(1:k)*200 % 計(jì)算每個(gè)區(qū)間的理論頻計(jì)算每個(gè)區(qū)間的理論頻數(shù)數(shù)m=hist(X,k) % 計(jì)算每個(gè)區(qū)間的觀測(cè)頻數(shù)計(jì)算每個(gè)區(qū)間的觀測(cè)頻數(shù)kf_7 = sum(n-m).2)./m) % 計(jì)算卡方統(tǒng)計(jì)量計(jì)算卡方統(tǒng)計(jì)量% 進(jìn)行統(tǒng)計(jì)推斷進(jìn)行統(tǒng)計(jì)推斷chi2_p=chi2cdf(kf_8,k-1) % 計(jì)算下側(cè)概率計(jì)算下側(cè)概率2021-9-

50、25參數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)課件107if chi2_p0.95chi2_str=接受接受;else chi2_str=拒絕拒絕;endchi2_str結(jié)果為接受原假設(shè)結(jié)果為接受原假設(shè)2021-9-25參數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)課件108我們計(jì)算出的理論頻率與樣本頻率見(jiàn)表我們計(jì)算出的理論頻率與樣本頻率見(jiàn)表5-3-1表表5-3-1 理論頻率與樣本頻率計(jì)算結(jié)果理論頻率與樣本頻率計(jì)算結(jié)果自由度為自由度為7的卡方統(tǒng)計(jì)量結(jié)果為：的卡方統(tǒng)計(jì)量結(jié)果為：kf_7 = 9.8806最后的檢驗(yàn)結(jié)果為接受原假設(shè)，樣本來(lái)自標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)密度函數(shù)。最后的檢驗(yàn)結(jié)果為接受原假設(shè)，樣本來(lái)自標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)密度函數(shù)。2021-9-25參數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)課

51、件109【例【例5.3.6】 一道工序用自動(dòng)化車床連續(xù)加工某種零件，由于刀具損壞等會(huì)出現(xiàn)故障.故障是完全隨機(jī)的，并假定生產(chǎn)任一零件時(shí)出現(xiàn)故障機(jī)會(huì)均相同.工作人員是通過(guò)檢查零件來(lái)確定工序是否出現(xiàn)故障的.現(xiàn)積累有100次故障紀(jì)錄，故障出現(xiàn)時(shí)該刀具完成的零件數(shù)如下： 459 362 624 542 509 584 433 748 815 505 612 452 434 982 640 742 565 706 593 680 926 653 164 487 734 608 428 1153 593 844 527 552 513 781 474 388 824 538 862 659 775 859

52、755 49 697 515 628 954 771 609 402 960 885 610 292 837 473 677 358 638 699 634 555 570 84 416 606 1062 484 120 447 654 564 339 280 246 687 539 790 581 621 724 531 512 577 496 468 499 544 645 764 558 378 765 666 763 217 715 310 851試觀察該刀具出現(xiàn)故障時(shí)完成的零件數(shù)屬于哪種分布.2021-9-25參數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)課件110解解 1、數(shù)據(jù)輸入保存在文件daex3_4_1

53、2.txt2、作頻數(shù)直方圖 hist(x,10)（看起來(lái)刀具壽命服從正態(tài)分布）02004006008001000120005101520252021-9-25參數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)課件111 3、作正態(tài)概率圖 normplot(x)（刀具壽命近似服從正態(tài)分布）1002003004005006007008009001000 11000.0030.01 0.02 0.05 0.10 0.25 0.50 0.75 0.90 0.95 0.98 0.99 0.997DataProbabilityNormal Probability Plot2021-9-25參數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)課件112JB正態(tài)分布檢驗(yàn)正態(tài)

54、分布檢驗(yàn)h,p,j,cv=jbtest(X) h = 0p = 0.69129j = 0.7384cv = 5.99152021-9-25參數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)課件1134、參數(shù)估計(jì)： muhat,sigmahat,muci,sigmaci = normfit(x)muhat = 594sigmahat = 204.13muci = 553.5 634.5sigmaci = 179.23 237.132021-9-25參數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)課件1145、假設(shè)檢驗(yàn) 已知刀具的壽命服從正態(tài)分布，現(xiàn)在方差未知的情況下，檢驗(yàn)其均值 m 是否等于594.結(jié)果：h = 0，sig = 1，ci =553.4962

55、，634.5038.檢驗(yàn)結(jié)果: 1. 布爾變量h=0, 表示不拒絕零假設(shè). 說(shuō) 明提出的假設(shè)壽命均值594是合理的. 2. 95%的置信區(qū)間為553.5，634.5, 它 完全包括594, 且精度很高. 3. sig-值為1, 遠(yuǎn)超過(guò)0.5, 不能拒絕零假 設(shè). 2021-9-25參數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)課件115非參數(shù)統(tǒng)計(jì)推斷 在參數(shù)統(tǒng)計(jì)推斷中，我們是在知道樣本服從某分布的前提下進(jìn)在參數(shù)統(tǒng)計(jì)推斷中，我們是在知道樣本服從某分布的前提下進(jìn)行的，例如在知道總體為正態(tài)分布的情況下，構(gòu)造行的，例如在知道總體為正態(tài)分布的情況下，構(gòu)造T統(tǒng)計(jì)量具有良統(tǒng)計(jì)量具有良好的估計(jì)性質(zhì)。高但在很多實(shí)際問(wèn)題中我們得到的樣本并不

56、知道其好的估計(jì)性質(zhì)。高但在很多實(shí)際問(wèn)題中我們得到的樣本并不知道其分布特性，而是只利用樣本本身進(jìn)行統(tǒng)計(jì)推斷，這樣的參數(shù)推斷稱分布特性，而是只利用樣本本身進(jìn)行統(tǒng)計(jì)推斷，這樣的參數(shù)推斷稱為非參數(shù)統(tǒng)計(jì)推斷。由于非參數(shù)統(tǒng)計(jì)推斷不需要預(yù)先知道樣本的分為非參數(shù)統(tǒng)計(jì)推斷。由于非參數(shù)統(tǒng)計(jì)推斷不需要預(yù)先知道樣本的分布，雖不能達(dá)到最優(yōu)的統(tǒng)計(jì)性質(zhì)，方法卻具有簡(jiǎn)單、穩(wěn)定的特點(diǎn)，布，雖不能達(dá)到最優(yōu)的統(tǒng)計(jì)性質(zhì)，方法卻具有簡(jiǎn)單、穩(wěn)定的特點(diǎn)，因此廣泛使用于生物、化學(xué)、醫(yī)學(xué)和社會(huì)科學(xué)各領(lǐng)域。因此廣泛使用于生物、化學(xué)、醫(yī)學(xué)和社會(huì)科學(xué)各領(lǐng)域。MATLAB提提供的非參數(shù)檢驗(yàn)命令見(jiàn)下表供的非參數(shù)檢驗(yàn)命令見(jiàn)下表2021-9-25參數(shù)估計(jì)與

57、假設(shè)檢驗(yàn)課件116兩種處理方法好壞比較的兩種處理方法好壞比較的Wilcoxon秩和檢驗(yàn)秩和檢驗(yàn)秩的定義為：設(shè)有兩種樣本，秩的定義為：設(shè)有兩種樣本， ， ，1,21nxxx2,21nyyy將它們放在一起進(jìn)行排序，得由小到大的順序序列：將它們放在一起進(jìn)行排序，得由小到大的順序序列： （5.3.1）如果如果xi位于數(shù)據(jù)（位于數(shù)據(jù)（5.4.1）的第五個(gè)位置，則稱它的秩為）的第五個(gè)位置，則稱它的秩為5，這樣數(shù)，這樣數(shù)據(jù)，中的每一個(gè)元素都對(duì)應(yīng)一個(gè)秩。據(jù)，中的每一個(gè)元素都對(duì)應(yīng)一個(gè)秩。秩和的定義為：將第一組數(shù)據(jù)的每個(gè)元素的秩相加得秩和的定義為：將第一組數(shù)據(jù)的每個(gè)元素的秩相加得R1，將第二組，將第二組數(shù)據(jù)每個(gè)元素的秩相加得數(shù)據(jù)每個(gè)元素的秩相加得R2，R1和和R2就分別是各組的秩和，顯然就分別是各組的秩和，顯然它們是統(tǒng)計(jì)量。如果兩組數(shù)據(jù)來(lái)自一個(gè)總體，那么我們計(jì)算出的秩它們是統(tǒng)計(jì)量。如果兩組數(shù)據(jù)來(lái)自一個(gè)總體，那么我們計(jì)算出的秩和統(tǒng)計(jì)量和就不應(yīng)該相差太大。我們可以構(gòu)造統(tǒng)計(jì)量和統(tǒng)計(jì)量和就不應(yīng)該相差太大。我們可以構(gòu)造統(tǒng)計(jì)量T。 21,21nnzzz212121210),min(),