卡方分布and卡方检验

时间:2024-01-30 08:34:22

一、卡方分布

1. 定义

设 X1..Xn是服从标准正态分布的随机变量,则称统计量

 

服从*度为n的卡方分布(标准正态分布随机变量的平方和),记为,其中v称为*度。

卡方分布期望和方差:    

 

2. 外形(取决于*度

3. 统计量计算

实际频数期望频数

 

4. 分布的两个主要用途

分布主要用于检查实际结果与期望结果之间是否存在显著差别。

  • 检验拟合优度,检验一组给定的数据与指定分布的吻合程度
  • 检验两个变量的关联性

 

二、卡方检验

1. 利用分布进行假设检验步骤

  • 确定H0和H1
  • 计算期望频数和*度
  • 通过*度和显著水平确定拒绝域
  • 计算检验统计量
  • 查看统计量是否位于拒绝域内

2. *度v

*度值 = 独立的期望频数 - 限制条件数 = (行数-1)* (列数-1)

 

3. 计算拒绝域

分布进行检验为单侧检验,右侧作为拒绝域,临界值 =  (查表可得)

 

4. 计算统计量

 

5. 查看统计量是否位于拒绝域内

若统计量位于临界值内或者p值小于显著性水平,则有充分利用拒绝H0。

 

 

三、例题

1. 下表列出某骰子的观察频数,查看这些数据,并以1%的显著性水平进行检验,检验是否有足够正确说明骰子不公正。(拟合优度,检验一组数据与指定分布的吻合程度)

数值 1 2 3 4 5 6
频数 107 198 192 125 132 248

第一步:确定H0 H1

H0:骰子公正,即每面概率为1/6。

H1:骰子不公正

 

第二步:计算期望频数和*度

数值 1 2 3 4 5 6
期望频数 167 167 167 167 167 167

*度 = 6-1=5

 

第三步:确定拒绝域

显著性水平 = 0.01 ,*度 = 5,则 = 15.09,于是拒绝域为>15.09的范围。

 

第四步:计算检验统计量

 = 88.24

 

第五步:查看统计量是否位于拒绝域内

由于=88.24>15.09,所以统计量位于拒绝域内。

 

第六步:做出决策

在显著性水平为1%的情况下,有足够理由拒绝原假设。

 

 

 

 

2.我们想知道不吃晚饭对体重下降有没有影响,显著性水平=0.05(检验变量之间的相关性)

  体重下降 体重未下降 合计 体重下降率
吃晚饭组 123 467 590 20.85%
不吃晚饭组 45 106 151 29.80%
合计 168 573 741 22.67%

第一步:确定H0 H1

H0:不吃晚饭对体重下降没有影响,即吃不吃晚饭的体重下降率相等;

H1:不吃晚饭对体重下降有显著影响,即吃不吃晚饭的体重下降率不相等

 

第二步:计算期望频数和*度

  体重下降 体重未下降 合计
吃晚饭 133.765 456.234 590
不吃晚饭 34.2348 116.765 151
合计 168 573 741

*度 = (2-1)(2-1) = 1

 

第三步:计算拒绝域

显著性水平=0.05 ,*度 = 1,则 = 3.84

 

第四步:计算检验统计量

 = 5.498

 

第五步:查看统计量是否位于拒绝域内

由于 = 5.498>3.84,统计量位于拒绝域内,有理由拒绝H0,认为不吃晚饭对体重下降有显著影响。

 

2020-05-16 15:41