第三章抽樣誤差與假設(shè)檢驗詳解演示文稿

第三章抽樣誤差與假設(shè)檢驗詳解演示文稿1當(dāng)前1頁，總共32頁。優(yōu)選第三章抽樣誤差與假設(shè)檢驗2當(dāng)前2頁，總共32頁。熟悉：1、抽樣誤差的概念2、引起抽樣誤差的原因3、均數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)誤的計算4、標(biāo)準(zhǔn)差和標(biāo)準(zhǔn)誤的區(qū)別第三章抽樣誤差與假設(shè)檢驗3當(dāng)前3頁，總共32頁。第一節(jié)抽樣分布與抽樣誤差一．抽樣研究（一）抽樣研究的意義樣本總體4當(dāng)前4頁，總共32頁。(1)由于研究對象很多是無限總體，要直接研究總體的情況是不可能的。(2)即使對有限總體來說，若包含的觀察單位數(shù)過多，需要耗費大量的人力、物力和時間，而且也不易組織，難以保證工作的質(zhì)量。(3)有的時候，觀察的實質(zhì)就是一種破壞性實驗，根本就不允許對總體中的每一個體逐一觀察。為什么要做抽樣研究？5當(dāng)前5頁，總共32頁。目前抽樣研究的理論與技術(shù)已發(fā)展成熟，只要嚴(yán)格按照有關(guān)抽樣研究的要求去做，這是完全可行的。目的：就是要用樣本信息來推斷總體特征，這就叫統(tǒng)計推斷（statisticalinference）6當(dāng)前6頁，總共32頁。（二）抽樣研究和抽樣誤差抽樣研究是指從總體中按照隨機化的原則，抽取一定數(shù)量的個體組成樣本進行研究，從而推斷總體的研究方法。在抽樣研究中產(chǎn)生的樣本統(tǒng)計量與相應(yīng)的總體參數(shù)間的差異，稱為抽樣誤差（samplingerror），7當(dāng)前7頁，總共32頁。

（三）、抽樣誤差的分布

理論上可以證明：若從正態(tài)總體中，反復(fù)多次隨機抽取樣本含量固定為n的樣本，那么這些樣本均數(shù)也服從正態(tài)分布，即的總體均數(shù)仍為，樣本均數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)差為。抽樣分布抽樣分布示意圖8當(dāng)前8頁，總共32頁。

（三）、抽樣誤差的分布中心極限定理當(dāng)樣本含量很大的情況下，無論原始測量變量服從什么分布，的抽樣分布均近似正態(tài)。

抽樣分布圖抽樣分布示意圖9當(dāng)前9頁，總共32頁。二．均數(shù)的抽樣誤差如上所述，數(shù)理統(tǒng)計研究表明，抽樣誤差具有一定的規(guī)律性，可以用特定的指標(biāo)來描述。這個指標(biāo)稱為標(biāo)準(zhǔn)誤（standarderrorSE）。標(biāo)準(zhǔn)誤除了反映樣本統(tǒng)計量之間的離散程度外，也反映樣本統(tǒng)計量與相應(yīng)總體參數(shù)之間的差異，即抽樣誤差大小。10當(dāng)前10頁，總共32頁。意義：反映抽樣誤差的大小。標(biāo)準(zhǔn)誤越小，抽樣誤差越小，用樣本均數(shù)估計總體均數(shù)的可靠性越大。與樣本量的關(guān)系：S一定，n↑，標(biāo)準(zhǔn)誤↓標(biāo)準(zhǔn)誤的計算公式：11當(dāng)前11頁，總共32頁。例4.1在某地隨機抽查成年男子140人，計算得紅細胞均數(shù)4.77×1012/L，標(biāo)準(zhǔn)差0.38×1012/L，試計算均數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)誤。

12當(dāng)前12頁，總共32頁。均數(shù)標(biāo)準(zhǔn)誤的用途1．衡量樣本均數(shù)的可靠性由于均數(shù)標(biāo)準(zhǔn)誤越小，均數(shù)的抽樣誤差越小，樣本均數(shù)就越可靠，代表性越好。2．估計總體均數(shù)的可信區(qū)間。3．用于均數(shù)的假設(shè)檢驗。

13當(dāng)前13頁，總共32頁。第二節(jié)t分布一．t分布(t-distribution)（一）Z分布正態(tài)分布（normaldistribution）常將一般的正態(tài)變量X通過變換[

]轉(zhuǎn)化成標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)變量Z，以使原來各種形態(tài)的正態(tài)分布都轉(zhuǎn)換為μ=0，σ=1的標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布（standardnormal

distribution）,亦稱Z分布。14當(dāng)前14頁，總共32頁。在正態(tài)分布總體中以固定n（如n=10）抽取若干個樣本時，樣本均數(shù)的分布仍服從正態(tài)分布，即。所以，對樣本均數(shù)的分布進行Z變換[

]，也可變換為標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布N

(0,1)。15當(dāng)前15頁，總共32頁。由于在實際工作中，往往σ是未知的，常用s作為σ的估計值，為了與Z變換區(qū)別，稱為t變換t=，統(tǒng)計量t值的分布稱為t分布。（二）t分布16當(dāng)前16頁，總共32頁。t分布有如下特征1．以0為中心，左右對稱的單峰分布；2．t分布是一簇曲線，其形態(tài)變化與n（確切地說與自由度ν）大小有關(guān)。自由度ν越小，t分布曲線越低平；自由度ν越大，t分布曲線越接近標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布（u分布）曲線，如圖4.1。

圖4.1自由度為1、5、∞的t分布17當(dāng)前17頁，總共32頁。t分布曲線下的面積與自由度ν有關(guān)系。如t分布曲線下面積為95%或99%的界值不是一個常量，而是隨著自由度大小而變化的，分別用和表示。t分布曲線下面積18當(dāng)前18頁，總共32頁。第三節(jié)總體均數(shù)的估計統(tǒng)計推斷包括兩個重要的方面：參數(shù)估計和假設(shè)檢驗。參數(shù)估計就是用樣本指標(biāo)（稱為統(tǒng)計量，statistic）來估計總體指標(biāo)（參數(shù)，parameter）。參數(shù)估計有兩種方法：點估計和區(qū)間估計。19當(dāng)前19頁，總共32頁。

第三節(jié)總體均數(shù)的估計一、可信區(qū)間的概念(ConfidenceInterval）

區(qū)間估計：指按預(yù)先給定的概率，計算出一個區(qū)間，使它能夠包含未知的總體均數(shù)。事先給定的概率稱為可信度，通常取。參數(shù)估計點估計：不考慮抽樣誤差，如區(qū)間估計：考慮抽樣誤差20當(dāng)前20頁，總共32頁。1．σ已知或σ未知但n(n>50)足夠大時，由Z分布可知:（1）σ已知：即寫成區(qū)間形式：二、可信區(qū)間的計算

21當(dāng)前21頁，總共32頁。同理，單側(cè)可信區(qū)間為：或或（2）σ未知，但足夠大：可信區(qū)間為：22當(dāng)前22頁，總共32頁。2．σ未知，且n(n＜50)不夠大時，按t分布原理得到均數(shù)的可信區(qū)間為：即：同理，單側(cè)可信區(qū)間為：，23當(dāng)前23頁，總共32頁。（10.9-2.093*3.86/例對某人群隨機抽取20人，用某批號的結(jié)核菌素作皮試，平均浸潤直徑為10.9cm，標(biāo)準(zhǔn)差為3.86cm。問這批結(jié)核菌素在該人群中使用時，皮試的平均浸潤直徑的95%可信區(qū)間是多少？該例n=20,n較小，因此，可認為平均浸潤直徑服從t分布。自由度ν=20-1=19，查t

界值表，得=2.093，10.9+2.093*3.86/即(9.1，12.7)cm。）cm24當(dāng)前24頁，總共32頁。

圖4-2模擬抽樣成年男子紅細胞數(shù)100次的95%可信區(qū)間示意圖

******三可信區(qū)間的注意問題1．可信區(qū)間的涵義25當(dāng)前25頁，總共32頁。準(zhǔn)確度：反映在可信度的大小，即區(qū)間包含總體均數(shù)的概率的大小，愈接近1愈好。精密度：反映在區(qū)間的長度，長度愈小愈好。三可信區(qū)間的注意問題2．可信區(qū)間的兩個要素:準(zhǔn)確度和精密度。26當(dāng)前26頁，總共32頁。3.均數(shù)的可信區(qū)間與參考值范圍的區(qū)別表均數(shù)的可信區(qū)間與參考值范圍的區(qū)別含義計算公式用途可信區(qū)間按預(yù)先給定的概率，確定總體均數(shù)的可能范圍；總體均數(shù)的波動范圍。σ未知，σ已知或n很大，總體均數(shù)的區(qū)間估計參考值范圍正常人的解剖、生理、生化某項指標(biāo)的波動范圍；個體值的波動范圍。正態(tài)分布，偏態(tài)分布絕大多數(shù)觀察對象某項指標(biāo)的分布范圍27當(dāng)前27頁，總共32頁。第四節(jié)、假設(shè)檢驗的基本步驟假設(shè)檢驗(hypothesistest)是用來判斷樣本與樣本，樣本與總體的差異是由抽樣誤差引起還是本質(zhì)差別造成的統(tǒng)計推斷方法。假設(shè)檢驗亦稱差別有無統(tǒng)計學(xué)意義檢驗(significancetest)一、假設(shè)檢驗的基本思想28當(dāng)前28頁，總共32頁。例：為研究某山區(qū)成年男子的脈搏均數(shù)是否高于一般成年男子的脈搏均數(shù)，如某醫(yī)生在某山區(qū)隨機測量了25名健康成年男子的脈搏，平均次數(shù)為74.2次／分鐘，標(biāo)準(zhǔn)差為6.0次／分鐘，但是根據(jù)醫(yī)學(xué)常識，一般男子的平均脈搏次數(shù)為72次／分鐘，問該山區(qū)男子脈搏均數(shù)是否高于一般男子的脈搏均數(shù)？結(jié)果是怎樣呢？一、假設(shè)檢驗的基本思想29當(dāng)前29頁，總共32頁。1)由抽樣誤差所造成；2)該樣本均數(shù)確實與正常成年男性脈搏數(shù)不同。

兩種可能：一、假設(shè)檢驗的基本思想30當(dāng)前30頁，總共32頁。先對總體的特征建立假設(shè)，然后判斷此假設(shè)應(yīng)該被拒絕或不被拒絕。假設(shè)檢驗的基本思想是小概率(P<0.05)反證法思想,是先提出假設(shè)(檢驗假設(shè)H0)，再用適當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計方法確定假設(shè)成立的可能性大小，如可能性小,則認為假設(shè)不成立，若可能性大，則還不能認為假設(shè)不成立。一、假設(shè)檢驗的基本思想31當(dāng)前31頁，總共32頁。二、假設(shè)檢驗的基本步驟零假設(shè)、無效假設(shè)(nullhy