İstatistik ve Olasılık · 8. Ünite: Hipotez Testleri

Oranlar İçin Hipotez Testleri

Bir seçimde adayın oyu yüzde $50$'yi aşıyor mu, üretimdeki kusurlu oranı sözleşmedeki sınırın üstüne çıktı mı, yeni ilaç eskisinden daha yüksek oranda iyileşme sağlıyor mu? Kategorik sonuçlar (evet/hayır, kusurlu/sağlam) için parametre bir olasılık ya da orandır ve veri bir sayımdır: $n$ denemede $x$ başarı. Bu konuda tek oran için $z$ testini ve kesin binom testini, iki oranın karşılaştırılması için havuzlu $z$ testini türetip uygulayacak, normal yaklaşımın ne zaman çöktüğünü ve süreklilik düzeltmesinin neye yaradığını görecek, test ve güven aralığındaki standart hatanın neden farklı olduğunu açıklayabileceksin.

Öğrenme hedefleri

Konu anlatımı

  1. Motivasyon: Sayımdan Orana

  2. Tek Oran İçin z Testi: Türetme ve Koşullar

  3. Kesin Binom Testi ve Normal Yaklaşımın Sınırı

  4. İki Oran Farkı İçin Test

  5. Güç ve Örnek Büyüklüğü, Güven Aralığı Bağlantısı

  6. Sık Yapılan Hatalar ve Kavram Yanılgıları

Anahtar terimler

Örneklem oranı (p̂)
Başarı sayısının deneme sayısına oranı x/n; E(p̂)=p ve Var(p̂)=p(1−p)/n.
Tek oran z testi
H₀: p=p₀ altında z=(p̂−p₀)/√(p₀q₀/n) ile yapılan, normal yaklaşıma dayanan test.
Normal yaklaşım koşulu
np₀ ve nq₀ yeterince büyük (≥5, tercihen ≥10) olmalı; binom dağılımının yaklaşık simetrik olması içindir.
Kesin binom testi
p-değerini Bin(n,p₀) olasılıklarını doğrudan toplayarak hesaplayan, yaklaşım gerektirmeyen test.
Süreklilik düzeltmesi
Ayrık X'i normal ile yaklaştırırken x yerine x∓0,5 kullanarak p-değerini kesin değere yaklaştırma.
Havuzlu oran (p̂)
İki oranın eşit olduğu H₀ altında ortak p'nin tahmini: (x₁+x₂)/(n₁+n₂); test istatistiğinin SE'sinde kullanılır.
İki oran z testi
H₀: p₁=p₂ için (p̂₁−p̂₂)/√(p̂q̂(1/n₁+1/n₂)) istatistiğiyle yapılan, bağımsız örneklemlere dayalı test.
Wald güven aralığı
p̂ ± z√(p̂q̂/n) biçimindeki aralık; SE'de p̂ kullanır, küçük n ve uç oranlarda yaklaşıktır.

Örnek soru

Bir sözleşmeye göre tedarikçinin kusurlu ürün oranı $\%4$'ü aşmamalıdır. Müşteri, gerçek kusurlu oranının $\%4$'ü aştığını kanıtlamak istiyor. Uygun hipotez çifti hangisidir?

  1. $H_0: \hat{p} = 0{,}04,\ H_1: \hat{p} > 0{,}04$
  2. $H_0: p = 0{,}04,\ H_1: p > 0{,}04$
  3. $H_0: p > 0{,}04,\ H_1: p = 0{,}04$
  4. $H_0: p = 0{,}04,\ H_1: p \neq 0{,}04$
  5. $H_0: p = 0{,}04,\ H_1: p < 0{,}04$

Doğru cevap: B

Çözüm

1. Kanıtlanmak istenen iddia "$p > 0{,}04$" olduğundan $H_1$'e yazılır.
2. $H_0$ eşitlik içerir: $p = 0{,}04$ (sınır değer).
3. Hipotezler popülasyon parametresi $p$ hakkındadır; $H_1$ tek yönlü olduğundan sağ kuyruk testidir.
Cevap: B. A, parametre yerine örneklem oranı $\hat{p}$ kullanır; hipotezler $\hat{p}$ hakkında kurulmaz. C eşitliği $H_1$'e koyar. D iki yönlüdür, iddianın yönünü yok sayar. E yönü ters kurar.

İstatistik ve Olasılık: tüm konular