Betrouwbaarheidsintervallen en het testen van hypothesen
Betrouwbaarheidsintervallen en het testen van hypothesen Betrouwbaarheidsintervallen en het testen van hypothesen
Deze confronterende ideeën of uitspraken noemen we statistische hypothesen , de eerste hypothese stelt dat de eenden even graag gewoon als groen brood eten. Dit noemen we de nulhypothese, voorgesteld door H 0 , aangezien dit het idee vertegenwoordigt dat er geen verschil is (Engelse term: ‘null-change’ ). Het tweede idee drukt wel degelijk een verschil uit: de eenden verkiezen groen brood i.p.v. gewoon brood. Daarom wordt dit de alternatieve hypothese genoemd en genoteerd met H 1 . We verkrijgen dus de volgende hypothesen: H 0 : p = 1/2 H : p > 1/2 1 De reden waarom we hier de alternatieve hypothese H 1 formuleren als p > 1/2 (éénzijdige test) en niet p ≠ 1/2 (tweezijdige test) is omdat de onderzoeksvraag enkel vraagt om na te gaan of de eenden groen brood verkiezen i.p.v. gewoon brood. Men gaat er dus a priori van uit dat de eenden zeker geen voorkeur hebben voor het gewone brood. Uiteindelijk moeten we beslissen welke van de twee hypothesen voor ons de voorkeur krijgt; we moeten “kiezen” voor H 0 of H 1 , we zeggen dat we H 0 testen versus H 1 . Er zijn twee mogelijkheden (let op de werkwoordkeuze bij de hypothesen): 1) We verwerpen H 0 (we aanvaarden H 1 ) of 2) We verwerpen H 0 niet (we aanvaarden H 1 niet) De beslissing wordt meestal geformuleerd in termen van H 0 : we verwerpen H 0 of we verwerpen H 0 niet. III Bewijsmateriaal verzamelen om te kunnen beslissen De student ontwerpt een experiment om tot een beslissing te komen: zal hij H 0 verwerpen of niet verwerpen? Hij gaat naar een meer in de omgeving van de campus, waar slobeenden in grote aantallen aanwezig zijn, en kiest lukraak 10 vrouwtjeseenden. Elke eend krijgt twee stukken brood aangeboden: een gewoon stuk en een stuk met een groen laagje verf. Hij vat het resultaat samen in een rapport waarin hij het aantal eenden vermeldt die eerst naar het groene brood zwemmen. Denk na over de toevalsvariabele X = het aantal eenden in de steekproef die groen brood verkiezen. De steekproefgrootte is hier gelijk aan 10 n = . Als de eenden onverschillig zijn voor gewoon of groen brood, wat is dan de verdeling van de variabele X ? ________________________________ 23
IV De weg naar de beslissing Als de vrouwtjeseenden echt onverschillig zijn t.o.v. groen of gewoon brood, hoeveel van de 10 eenden verwacht je dan die eerst naar het groene brood zwemmen? ________________ Natuurlijk zal dit resultaat in werkelijkheid niet steeds hieraan gelijk zijn, ook al is de nulhypothese juist, omwille van de mogelijke variaties in de steekproeven te wijten aan het toeval. De student biologie stelt vast dat 9 van de 10 eenden in zijn steekproef het groene brood verkiezen. Stel dat de populatie van alle slobeenden onverschillig zijn voor gewoon of groen brood (stel dat H 0 waar is), wat is dan de kans om in een steekproef van 10 eenden er 9 aan te treffen die eerst het groene brood oppikken? __________________________ Negen van de tien lijkt erop te wijzen dat de eendenpopulatie eerder het groene brood verkiest dan gewoon brood. Als er meer dan 9 eenden het groene brood zouden kiezen, dan zou dit nog meer wijzen op een situatie verschillend van de nulhypothese! Daarom zijn we geïnteresseerd in de kans dat er 9 (het geobserveerde aantal in de steekproef van de student) of meer (nog overtuigender wijzend in de richting van de alternatieve hypothese) vrouwtjeseenden eerst het groene brood gaan kiezen. We willen dus de kans kennen op een resultaat dat minstens even groot is als het steekproefresultaat, in de veronderstelling dat de nulhypothese waar is. Bereken deze kans P( X ≥ 9) : _______________________________________________ Deze kans om een resultaat te verkrijgen gelijk aan het steekproefresultaat of nog extremer (wijzend in de richting van de alternatieve hypothese) noemen we de ‘p-waarde’ of overschrijdingskans. Vind je deze p-waarde klein of groot? ______________________ Geloof je dat de nulhypothese H 0 waar is, rekening houdend met deze p-waarde? (omcirkel je antwoord). Ja Neen Welke hypothese krijgt dus je voorkeur, H 0 of H 1 ? ________________ Verwerp je H 0 of verwerp je H 0 niet? _____________________ Formuleer je antwoord op de onderzoeksvraag: _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ 24
- Page 1 and 2: Cahiers T 3 Europe Vlaanderen nr. 8
- Page 4: Inhoud Betrouwbaarheidsintervallen
- Page 7 and 8: • Populatiedata worden o.a. geken
- Page 9 and 10: Uit de formule x = µ + z ⋅ σ le
- Page 11 and 12: Nu is P( X ) 9.8 < < 10.2 = 38.3% :
- Page 13 and 14: Derhalve noemen we voor een concret
- Page 15 and 16: σ Merk op dat de foutmarge zα /2
- Page 17 and 18: Met de Java-applets van de webpagin
- Page 19 and 20: Oplossingen 1) a) Met 1− α = 0.9
- Page 21 and 22: -----------------------------------
- Page 23 and 24: Opgave Van 20000 Belgen onderzoekt
- Page 25 and 26: 5.1 normalpdf normalpdf is de dicht
- Page 27: Het testen van hypothesen 1 Inleidi
- Page 31 and 32: (1) noemt men een type I fout (onte
- Page 33 and 34: VIII Werd de nulhypothese terecht v
- Page 35 and 36: VI Op hoeveel verschillende maniere
- Page 37 and 38: Opgaven: 1) Een krantenartikel bewe
- Page 39 and 40: 4 Test voor het gemiddelde van een
- Page 41 and 42: Deze kans is klein en vormt een goe
- Page 43 and 44: Dit laatste kan verwarrend overkome
- Page 46: Dit cahier behandelt betrouwbaarhei
IV De weg naar de beslissing<br />
Als de vrouwtjese<strong>en</strong>d<strong>en</strong> echt onverschillig zijn t.o.v. gro<strong>en</strong> of gewoon brood, hoeveel <strong>van</strong> de<br />
10 e<strong>en</strong>d<strong>en</strong> verwacht je dan die eerst naar <strong>het</strong> gro<strong>en</strong>e brood zwemm<strong>en</strong>? ________________<br />
Natuurlijk zal dit resultaat in werkelijkheid niet steeds hieraan gelijk zijn, ook al is de<br />
nulhypothese juist, omwille <strong>van</strong> de mogelijke variaties in de steekproev<strong>en</strong> te wijt<strong>en</strong> aan <strong>het</strong><br />
toeval.<br />
De stud<strong>en</strong>t biologie stelt vast dat 9 <strong>van</strong> de 10 e<strong>en</strong>d<strong>en</strong> in zijn steekproef <strong>het</strong> gro<strong>en</strong>e brood<br />
verkiez<strong>en</strong>. Stel dat de populatie <strong>van</strong> alle slobe<strong>en</strong>d<strong>en</strong> onverschillig zijn voor gewoon of gro<strong>en</strong><br />
brood (stel dat H<br />
0<br />
waar is), wat is dan de kans om in e<strong>en</strong> steekproef <strong>van</strong> 10 e<strong>en</strong>d<strong>en</strong> er 9 aan te<br />
treff<strong>en</strong> die eerst <strong>het</strong> gro<strong>en</strong>e brood oppikk<strong>en</strong>? __________________________<br />
Neg<strong>en</strong> <strong>van</strong> de ti<strong>en</strong> lijkt erop te wijz<strong>en</strong> dat de e<strong>en</strong>d<strong>en</strong>populatie eerder <strong>het</strong> gro<strong>en</strong>e brood verkiest<br />
dan gewoon brood. Als er meer dan 9 e<strong>en</strong>d<strong>en</strong> <strong>het</strong> gro<strong>en</strong>e brood zoud<strong>en</strong> kiez<strong>en</strong>, dan zou dit<br />
nog meer wijz<strong>en</strong> op e<strong>en</strong> situatie verschill<strong>en</strong>d <strong>van</strong> de nulhypothese! Daarom zijn we<br />
geïnteresseerd in de kans dat er 9 (<strong>het</strong> geobserveerde aantal in de steekproef <strong>van</strong> de stud<strong>en</strong>t)<br />
of meer (nog overtuig<strong>en</strong>der wijz<strong>en</strong>d in de richting <strong>van</strong> de alternatieve hypothese)<br />
vrouwtjese<strong>en</strong>d<strong>en</strong> eerst <strong>het</strong> gro<strong>en</strong>e brood gaan kiez<strong>en</strong>. We will<strong>en</strong> dus de kans k<strong>en</strong>n<strong>en</strong> op e<strong>en</strong><br />
resultaat dat minst<strong>en</strong>s ev<strong>en</strong> groot is als <strong>het</strong> steekproefresultaat, in de veronderstelling dat de<br />
nulhypothese waar is. Berek<strong>en</strong> deze kans P( X ≥ 9)<br />
:<br />
_______________________________________________<br />
Deze kans om e<strong>en</strong> resultaat te verkrijg<strong>en</strong> gelijk aan <strong>het</strong> steekproefresultaat of nog extremer<br />
(wijz<strong>en</strong>d in de richting <strong>van</strong> de alternatieve hypothese) noem<strong>en</strong> we de ‘p-waarde’ of<br />
overschrijdingskans.<br />
Vind je deze p-waarde klein of groot? ______________________<br />
Geloof je dat de nulhypothese H<br />
0<br />
waar is, rek<strong>en</strong>ing houd<strong>en</strong>d met deze p-waarde? (omcirkel<br />
je antwoord).<br />
Ja<br />
Ne<strong>en</strong><br />
Welke hypothese krijgt dus je voorkeur, H<br />
0<br />
of H<br />
1<br />
? ________________<br />
Verwerp je H<br />
0<br />
of verwerp je H<br />
0<br />
niet? _____________________<br />
Formuleer je antwoord op de onderzoeksvraag:<br />
_____________________________________________________________________<br />
_____________________________________________________________________<br />
24