Kétmintás próbák
A kétmintás próbák két minta kapcsolatát vizsgálják.
Adottak a és független normális eloszlású valószínűsége változók, melyekből pár mintát veszünk.
Tekintsünk a , , hipotézisek egyikét mint nullhipotézis, ekkor elfogadásáról a minták függetlensége és a szórások ismeretétől függően eltérő módon döntünk a hipotézis elfogadásáról.
Minták függetlenek | Minták nem függetelenek | |
---|---|---|
ismert | kétmintás -próba | egymintás -próba a minták különbségére |
ismeretlen | Előzetes -próba, majd | egymintás -próba a minták különbségére |
A minták különbsége alatt azt a mintát értjük, melynek elemei a másik két minta elemeinek páronkénti különbsége.
Kétmintás -próba
Szinte azonos az egymintás -próbával.
Legyenek egy és egy elemű normális eloszlást követő minták. Ha, a nullhipotézis teljesül
próbastatisztika standard normális eloszlást követ.
Ezt követően a hipotézisvizsgálat megegyezik az egymintás -próbánál tanulttal.
-próba
Mivel a szórások ismeretlenek a korrigált tapasztalati szórással becsüljük őket. Ha teljesül a nullhipotézis:
Értékeit táblázatból olvassuk ki.
Kétmintás -próba
Tegyük fel, hogy a két minta szórása megegyezik, azaz . Ekkor, ha a nullhipotézis igaz a
próbastatisztika, paraméter ű Student-féle -eloszlást követ.
a korrigált tapasztalati szórás.
Ezt követően a hipotézisvizsgálat megegyezik az egymintás -próbánál tanulttal.
Welch-próba
Ha a nullhipotézis igaz,
próbastatisztika paraméterű Student-féle eloszlást követ, ahol :
Feladatok
5.3
Adott két minta két különböző gyáregység selejtarányáról. Elmondható-e, hogy az első egység jobban dolgozott mint a második?
A = [11.9, 12.1, 12.8, 12.2, 12.5, 11.9, 12.5, 11.8, 12.4, 12.9]
B = [12.1, 12.0, 12.9, 12.2, 12.7, 12.6, 12.6, 12.8, 12.0, 13.1]
Mivel a szórások ismeretlenek és a két gyáregység különbözik, -próbát kell végeznünk. Jelölje az A és a B gyáregység selejtarányát.
Először meg kell határozni az átlagokat és és a tapasztalati szórásokat:
-próba
Ha a nullhipotézis teljesül és , akkor a próbastatisztika eloszlást követ.
Mivel az eloszlás nem szimmetrikus, külön kell meghatároznunk a két kritikus tartományt. Az -eloszlás baloldali kritikus tartományának vége nagyon közel van nullához, ezért azt ki sem kell számolnunk.
Így elfogadjuk a nullhipotézist, ha
Ami nyilván teljesül, így elfogadjuk az -próba nullhipotézisét. Ezért az eredeti hipotézisünk vizsgálatához egy kétmintás -próbát végzünk.
Kétmintás -próba
Az eredeti hipotézisünket vizsgáljuk:
Ha a nullhipotézis teljesül
próbastatisztika, Student-féle eloszlást követ. Elvégezve a behelyettesítést . Mivel relációt tekintünk a túl kicsi értékeket kell elutasítanunk. Mivel
teljesül, ezért nem utasítjuk el a nullhipotézist, tehát nincs bizonyítékunk arra hogy az gyáregység jobban dolgozna.
5.4
Adott két szervergép. Az elsőn 30 futtatás átlagos ideje 6,7 másodperc a másikon 20 futtatás esetén ez az átlag 7,2 másodperc. A futási idők szórása mindkét gépen 0,5 másodperc.
Van-e szignifikáns különbség a két szerver sebessége között?
Mivel a szórások ismertek és a mintahalmazok függetlenek ezért kétmintás -próbát hajtunk végre:
. Így, mivel
ezért az ellenhipotézist fogadjuk el. Így azt feltételezhetjük, hogy szignifikáns különbség van a két szerver között.
5.5
Két különböző napon megmértük két forgalmas közlekedési csomópontnál a levegőben található szennyezőanyag koncentrációját.
nov15 = [20.9, 17.1, 15.8, 18.8, 20.1, 15.6, 14.8, 24.1, 18.9, 12.5]
nov29 = [21.4, 16.7, 16.4, 19.2, 19.9, 16.6, 15.0, 24.0, 19.2, 13.2]
Szignifikánsan változott-e a légszennyezés?
Mivel a mérések ugyan ott készültek a minták nem függetlenek, ezért egy olyan mintát kell nézni mely a két minta elemeinek páronkénti különbségét tartalmazza:
S = [0.5, -0.4, 0.6, 0.4, -0.2, 1.0, 0.2, -0.1, 0.3, 0.7]
Erre egy egymintás -próbát kell végrehajtani. Jelölje a minták várható értékeinek különbségét:
Ha a nullhipotézis igaz, a próbastatisztika -eloszlást követ.
, így elvégezve a behelyettesítést:
Egyenlőséget vizsgálunk ezért a lehetséges értékek két szélét kell kritikus tartománynak venni.
. Mivel , ezért elfogadjuk a nullhipotézist, tehát kimondhatjuk, hogy a legszennyezés nem változott.