İstatistik ve Olasılık · 8. Ünite: Hipotez Testleri

Hipotez Testinin Temelleri ve Hata Türleri

Yeni bir ilaç etkili mi, üretim hattındaki ayar bozuldu mu, yeni yöntem eskisinden gerçekten iyi mi? Bu sorular bir örneklemden popülasyon hakkında karar vermeyi gerektirir ve örneklem tesadüfen değiştiği için her karar hata riski taşır. Hipotez testi bu riski önceden sayısal olarak sınırlayan çerçevedir: iki karşıt hipotez kurulur, bir test istatistiği ve ret bölgesi belirlenir, Tip I ve Tip II hata olasılıkları ($\alpha$ ve $\beta$) hesaplanır. Konunun sonunda hipotezleri doğru kurabilecek, hata türlerini bağlam içinde yorumlayabilecek, bilinen $\sigma$ için $\beta$, gücü ve gerekli örnek büyüklüğünü hesaplayabilecek ve p-değerini yanlış yorumlardan koruyarak kullanabileceksin.

Öğrenme hedefleri

Konu anlatımı

  1. Motivasyon: Kanıt, Karar ve Hata Riski

  2. Hipotezlerin Kurulması ve Testin Yapısı

  3. Tip I ve Tip II Hata, Güç

  4. Türetme: Kritik Değer, β ve Güç

  5. Çözümlü Örnekler

  6. p-Değeri ve Karar Kuralı

  7. Sık Yapılan Hatalar ve Kavram Yanılgıları

Anahtar terimler

Sıfır hipotezi (H₀)
Sınanan, eşitlik içeren 'fark yok' savı; test istatistiğinin dağılımının hesaplanmasını sağlar.
Alternatif hipotez (H₁)
Verinin desteklemesi istenen, kanıtlanmak istenen sav; testin tek ya da iki yönlü olmasını belirler.
Anlamlılık düzeyi (α)
Önceden seçilen, H₀ doğruyken onu reddetme (Tip I hata) olasılığı üst sınırı.
Tip I hata
H₀ doğruyken onu reddetmek (yanlış alarm); olasılığı α.
Tip II hata
H₀ yanlışken onu reddedememek (kaçırılan fark); olasılığı β, gerçek parametreye bağlıdır.
Güç (1−β)
Gerçekten var olan bir etkiyi yakalama, yani yanlış H₀'ı reddetme olasılığı.
Ret (kritik) bölgesi
H₀ doğruyken olasılığı en çok α olan, test istatistiğinin H₀'ın reddedildiği değerler kümesi.
p-değeri
H₀ doğru varsayıldığında gözlenen kadar ya da H₁ yönünde daha uç bir test istatistiği elde etme olasılığı.
Etki büyüklüğü (Δ)
Gerçek parametre ile H₀ değeri arasındaki fark; gücü belirleyen ana etkenlerden biri.

Örnek soru

Bir ampul üreticisi, yeni ampullerin ortalama ömrünün eski ortalama olan $1200$ saati aştığını kanıtlamak istiyor. Uygun hipotez çifti hangisidir?

  1. $H_0: \mu = 1200,\ H_1: \mu > 1200$
  2. $H_0: \mu > 1200,\ H_1: \mu = 1200$
  3. $H_0: \mu = 1200,\ H_1: \mu \neq 1200$
  4. $H_0: \mu = 1200,\ H_1: \mu < 1200$
  5. $H_0: \bar{x} = 1200,\ H_1: \bar{x} > 1200$

Doğru cevap: A

Çözüm

1. Kanıtlanmak istenen iddia "ömür $1200$ saati aşıyor", yani $\mu > 1200$. Kanıtlanmak istenen iddia $H_1$'e yazılır.
2. $H_0$ daima eşitlik içerir ve "etki yok" durumunu temsil eder: $\mu = 1200$.
3. $H_1$ tek yönlü ($>$) olduğundan test sağ kuyruk testidir.
Cevap: A. B seçeneğinde eşitlik $H_1$'e yazılmış, bu geçersizdir. C iddianın yönünü yok sayar (iki yönlü). D yönü ters kurar. E hipotezleri popülasyon parametresi $\mu$ yerine örneklem istatistiği $\bar{x}$ ile kurar; hipotezler her zaman parametre hakkındadır.

İstatistik ve Olasılık: tüm konular