當符合足夠抽樣比時,這樣就可以使用標準常態分布方式來計算偏倚信賴區間:即Z{0.025}=1.96,
偏倚區間=x ̄(標準差)±(σx ̄(標準誤差)X Z值(標準常態分佈U的某點的值))
使用EXCEL=NORM.S.DIST(Z,1)
Z |
=NORM.S.DIST(Z,1) |
2ε以α |
1-α= |
1.96 |
0.975 |
0.050 |
95.0% |
2.58 |
0.995 |
0.010 |
99.0% |
1 |
0.841 |
0.317 |
68.3% |
2 |
0.977 |
0.046 |
95.4% |
3 |
0.999 |
0.003 |
99.7% |
0.68 |
0.752 |
0.497 |
50.3% |
1.65 |
0.951 |
0.099 |
90.1% |
0.85 |
0.802 |
0.395 |
60.5% |
1.04 |
0.851 |
0.298 |
70.2% |
1.15 |
0.875 |
0.250 |
75.0% |
1.29 |
0.901 |
0.197 |
80.3% |
1.44 |
0.925 |
0.150 |
85.0% |
達常態分佈時:
Z值取取1.96,表示信賴區間95%
Z值取取2.58,表示信賴區間99%
Z值取取1,表示信賴區間68.3%(±1標準差常用)
Z值取取2,表示信賴區間95.4%(±2標準差常用)
Z值取取3,表示信賴區間99.7%(±3標準差常用)
Z值取取0.68,表示信賴區間50%(有5成機率涵蓋)
Z值取取0.85,表示信賴區間60%(有6成機率涵蓋)
Z值取取1.04,表示信賴區間70%(有7成機率涵蓋)
Z值取取1.15,表示信賴區間75%(有7成半機率涵蓋)
Z值取取1.29,表示信賴區間80%(有8成機率涵蓋)
Z值取取1.44,表示信賴區間85%(有8成半機率涵蓋)
Z值取取1.65,表示信賴區間90%(有9成機率涵蓋)
Z值取取1.96,表示信賴區間95%(有9成半機率涵蓋)
Z值取取2.58,表示信賴區間99%(有9成9機率涵蓋)
請注意σx ̄(標準誤差)有三種型式考量樣本大小與群(母)體的推估方法。
偏倚區間=x ̄(標準差)±(σx ̄(標準誤差)X Z值(標準常態分佈U的某點的值)
以(μ,σ^2 / N)的常態分佈U的某點區間推定:x ̄-σx ̄ *Z <μ< x ̄+σx ̄ *Z 。
簡例:某製造過程良率分布已能達常態分佈時,已知群(母)體標準差σ為2.4。其抽驗4個樣品,樣本平均x ̄=28.9,不考慮樣本與母體差距,以無限群體方式設FPC。
則:求標準差95%信賴區間為如何敘述:
Z值取取1.96,表示信賴區間95%
偏倚區間=x ̄(標準差)±(σx ̄(標準誤差)X Z值(標準常態分佈U的某點的值)
σx ̄=σ / √n X FPC,FPC≒1。
信賴區間95%=28.9±(2.4 /√4X 1.96)
平均有26.548~31.252會被涵蓋在95%信賴區間內。
·小樣本使用總偏差平方和及T分布敘述信賴區間
既然σx ̄(標準誤差)有三種型式考量樣本大小與群(母)體的推估方法。
那如果評估時樣本抽樣太少,與群(母)體差異不大時,除了FPC修正係數。(Finite Population Correction)
樣本元素為可重復組合:FPC(H(N,n))→√(N+n/N+1)
樣本元素為不可重復組合:FPC(C(N,n))→√(N-n/N-1)
若兩者差距大,n/N≦1/10,則修正係數=(N-n/N-1)≒N/N≒1,σx ̄=σ/√n X 1。
若兩者差距不大時:
是不是也可以評估常態分配的Z值去經過某種修正變異數(自由度)的大小差異,會比較符合實際的預測。
例如:一般Z值取取1.96,表示信賴區間95%使用,t分配:tφ(α冒險率),會變成隨自由度Φ而變的值,去修正。
此時:標準差95%信賴區間就會敘述成:
偏倚區間=x ̄(標準差)±(σe(不(無)偏變異數的開平方根)X tφ(α冒險率)
σe=√V =√ S(偏差平方和) / n-1。
S(偏差平方和)= Σ ((xi - x ̄)^2) - {[Σ (xi - x ̄)] ^2 } / n
例題:5樣本,130,110,200,165,130,平均為735/5=147。
S(偏差平方和)= Σ ((xi - x ̄)^2) - {[Σ (xi - x ̄)] ^2 } / n
S(偏差平方和)= ΣX^2 - (ΣX )^2 } / n
樣本值 |
xi - x ̄ |
(xi - x ̄) ^2 |
x |
X |
X ^2 |
130 |
-17 |
289 |
110 |
-37 |
1369 |
200 |
53 |
2809 |
165 |
18 |
324 |
130 |
-17 |
289 |
=SUM(Σ) |
0 |
5080 |
S(偏差平方和)= ΣX^2 - (ΣX )^2 } / n
S(偏差平方和)= 5080 - ( 0 )^2 / n =5080
σe=√V =√ S(偏差平方和) / n-1
σe=√V =√ 5080 / 5-1=35.63706
tφ(α冒險率)=使用EXCEL的=T.INV.2T(0.05,4)求出= t4(0.05)=2.7764
以t分佈的某點區間推定:=x ̄±( tφ(α)* σe / √n)
故信賴區間95%=x ̄±( t4(0.05)* σe / √n)
故信賴區間95%=147±(2.7764 * 35.63706 / √5)
故信賴區間95%=102.8<μ<191.2。
使用 EXCEL T檢定參考:
'=T.DIST(2.7764,4,TRUE)=0.974998846
'=T.INV(0.025,4)=-2.776445105
'=T.INV.2T(0.05,4)=2.776445105
'=T.DIST.RT(2.7764,4)=0.025001154
'=T.DIST.2T(2.7764,4)=0.050002308
|
A |
B |
C |
D |
E |
1 |
樣本值 |
xi - x ̄ |
(xi - x ̄) ^2 |
'=AVEDEV |
'=AVEDEV |
2 |
x |
X |
X ^2 |
'=AVERAGE |
'=AVERAGE |
3 |
130 |
'=A3-$E$2 |
'=B3^2 |
|
|
4 |
110 |
'=A4-$E$2 |
'=B4^2 |
|
|
5 |
200 |
'=A5-$E$2 |
'=B5^2 |
|
|
6 |
165 |
'=A6-$E$2 |
'=B6^2 |
|
|
7 |
130 |
'=A7-$E$2 |
'=B7^2 |
|
|
8 |
SUM(Σ)= |
'=SUM(B3: |
'=SUM(C3: |
|
|
9 |
S(偏差平方和)= |
'=(C8-(((B8)^2))/ |
|
'=COUNTA( |
'=COUNTA( |
10 |
|
|
|
|
|
11 |
|
|
|
|
|
12 |
σe標準誤差= |
'=SQRT(B9 |
|
|
|
13 |
|
|
|
|
|
14 |
tφ= |
'=T.INV.2T( |
|
|
|
15 |
|
|
|
|
|
16 |
故信賴區間95% |
'=E2&"± |
|
|
|
17 |
|
|
|
|
|
18 |
'=E2 |
'=B14*(B12 |
|
|
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19 |
故信賴區間95% |
'=A18-B18& |
|
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|
由一組展開成多批組平均值
承上篇一組
以t分佈的某點區間推定:=x ̄±( tφ(α)* σe / √n)
多組
自由度為各自由度之和:φt=φa+φb+...+φn
樣本:nt=na+nb+…+nn
樣本平均:xa ̄+xb ̄+...+xn ̄
偏差平方和:Sa+Sb+...+Sn
不(無)偏變異數平方根σet=√Sa+Sb+...+Sn / (na-1)+(nb-1)+…+(nn-1)
若計算評估各組平均值差(其實無實際意義),頂多計算兩組平均值到底差在多少。
以t分佈的某點區間推定:=xa ̄ - xb ̄然後去計算± tφt(α)* σet / √nt)
不忘初心,不盲目把過程當作成就,反省思考最初的,最重要的是什麼?是找到變因,是改善證真跡象。
而不是逐漸失去初心,只為計算推估證真機率,而忘記機率始終只是事物的估計證真跡象,就算樣本足夠大也不如直接跳出這追求差幾個小數點的迷途。
你會發現總有不在你預測機率之內的例外情況發生,不如去實際跟人溝通看看,人溝通好了,也就改善了最大影響的變因了。
審查變異數的初心的是審查客觀的事物,不要到後來變成自己去用自我的知識優越性去影響他人的心態,以顯示自己自以為是的,用所知的知識去彰顯自己在精神上的優於他人的優越性。
人類在這地球上更遑論是在宇宙中,實實在在的很渺小,不要日夜孜孜不倦的去處理這追求差幾個小數點的研究,只為了證明自己自我本身比別人聰明,走偏了道途。
從初始的審查客觀事物的愛智之人,為了改善實際變因所造成製程的不良影響的實務之人,變成只是單純自我證明自己贏過別人,勝過別人的,這樣的錯誤的只為證明自己優於他人的優越性的迷途。
假設變異數相同,獨立雙樣本t檢定
=T.TEST(A19:A28,B19:B28,2,2)
假設變異數不同,獨立雙樣本t檢定
=T.TEST(A19:A28,B19:B28,2,3)
通常會以0.05作為p(冒險值),假如小於0.05代表兩個平均數有顯著的不同,大於0.05表示沒有明顯的不同。
如果兩群樣本都來自於常態分配,而且樣本之間是有配對關係的,這時候就要使用成對雙樣本 t 檢定。
成對雙樣本t檢定
=T.TEST(A32:A41,B32:B41,2,1)
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