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世界第一簡單統計學【修訂版】

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離均差的解釋

離均差的解釋必須要多加注意。

離均差如同74頁的解說,像這樣計算:

離均差=標準分數x10+50=x10+50。那麼,魯伊的班上,如同61頁中明白顯示出,全班共有40人。魯依班上的「女生」,如40頁所示,共有18人。69頁的離均差實例,並非以班上全員為對象,而僅以女生為對象。若以班上全員為對象,由於平均值和標準差的值當然會和僅以女生為對象時迥然不同,魯依和由美的離均差也勢必會產生差異。實際上,若以全班為對象的情況下,魯依的離均差較高。全班的測驗結果如表4.1所示。請務必試著計算離均差。那麼,答案先告訴你們,魯依的日本史離均差為59.1,而由美的生物偏差值為56.7。

轉變話題。在2年1班及2年2班舉辦同樣的測驗。1班求出1班的平均值和標準差,再以此為基礎,求出離均差。2班求出2班的平均值和標準差,再以此為基礎,求出離均差。1班的A同學之離均差為57。2班的B同學之偏差值亦為57。乍看之下,A同學和B同學實力相當。然而,由於求出A同學和B同學的離均差時,所採用的平均值和標準差之來源全然不同,因此既然1班和2班的平均值和標準差不同,此兩人的離均差就無法做比較。

再度轉變話題。A同學於4月時參加了某補習班的模擬測驗。離均差為54。而在夏期講習中努力用功的A同學,為了想確認實力提昇到什麼程度,而於9月參加了和4月不同的補習班所舉辦的模擬測驗。離均差為62。乍看之下,A同學的實力似乎有所提昇。然而,4月和9月之模擬測驗,應該由於模擬測驗的舉辦者不同,因此考生名單亦差異相當大。於求出A同學的離均差時,4月和9月所採用的平均值和標準差之來源全然不同,因此無法比較兩者的離均差。

如何?離均差的解釋,相當具有深度。

5獨立性檢定和齊一性檢定

齊一性檢定為與獨立性檢定非常類似的「檢定」。

齊一性檢定的例子如下。請一邊閱讀,一邊思考和獨立性檢定的差異。



「詢問高中生300人!在

‧打電話

‧傳簡訊

‧直接見面

之中,希望以哪種方式被告白?」的報導,凛凛出版社刊載在女性雜誌「P-girls」之中。那麼凛凛出版社從以前就立了下列的假說。

假說

打電話:傳簡訊:直接見面

的人數比,女高中生和男高中生不同。

因此必須解開上記的假說是否為正確。凛凛出版社就從「居住於日本的全體女高中生」和「居住於日本的全體男高中生」中,各隨機抽出一些人,實際上進行問卷調查。其結果如下表。

希望的告白方法 年齡 性別
回答者1

回答者148 直接見面

傳簡訊 17

16 女


回答者149

回答者300 打電話

傳簡訊 15
:18 男




然後「性別」和「希望的告白方法」的交叉資料表如下。
性別
女性
男性
合計
希望的告白方法
打電話
傳簡訊
直接見面
合計
請用齊一性檢定來推測上述的假說是否為正確。且信心水準為0.05。


Step1 定義母體。 設「居住於日本的全體女高中生」和「居住於日本的全體男高中生」為母體。
Step2 建立虛無假說和對立假說。 虛無假說為「(打電話:傳簡訊:直接見面)的比值,女高中生和男高中生為相等」。
對立假說為「(打電話:傳簡訊:直接見面)的比值,女高中生和男高中生不相等」。
Step3 選擇進行何種「檢定」。 進行齊一性檢定。
Step4 決定信心水準。 設信心水準為0.05。
Step5 從樣本的資料,求出檢定統計量的值。 本例題中欲進行的是齊一性檢定。因此檢定統計量為皮爾森卡方統計量。本例題中的值已在132頁計算完畢。=8.0091。且本例題中,若虛無假說為真,則皮爾森卡方統計量遵守自由度(2-1)X(3-1)=1X2=2的卡方分佈。
Step6 調查Step5所求出的檢定統計量值,是否在拒絕域之中。 檢定統計量的值為8.0091。由於信心水準α為0.05,因此根據103頁的卡方分佈表,拒絕域為「5.9915」以上。檢定統計量的值在拒絕域之中。
Step7 若step6中檢定統計量值在拒絕域之中,則結論為「對立假說成立」。若非如此,則結論為「無法判定虛無假說為誤」。 檢定統計量的值在拒絕域之中。因此對立假說:「(打電話:傳簡訊:直接見面)的比值,女高中生和男高中生不相等」為正確。如何?例題和解答都和獨立性檢定的例子幾乎相同。

那麼來確認獨立性檢定和齊一性檢定的相異之處。相異處有3點。首先,定義的母體不同。前者是「居住於日本的全體高中生」的一群母體,後者則是「居住於日本的全體女高中生」和「居住於日本的全體男高中生」的兩群母體。此外,假說也不相同。前者是
虛無假說 母體的克拉瑪關聯係數為0
=「性別」和「希望的告白方法」不相關。
對立假說 母體的克拉瑪關聯係數大於0
=「性別」和「希望的告白方法」相關。

而後者是
虛無假說 (打電話:傳簡訊:直接見面),女高中生和男高中生相等。
對立假說 (打電話:傳簡訊:直接見面),女高中生和男高中生不相等。

另外,順序不太一樣。前者是收集資料後建立假說,而後者是在收集資料前建立假說。

如同前段所確認,獨立性檢定和齊一性檢定有一些明確的相異點。然而,實際上,之所以會想進行獨立性檢定,通常是由於進行了齊一性檢定後,或是之所以會想進行齊一性檢定,通常是由於進行了獨立性檢定。請特別注意。

6「檢定」中結論的表現

「檢定」中結論目前為止都是以

若檢定統計量的值在拒絕域之中,則下「對立假說為正確」的結論。反之,則下「無法判定虛無假說為誤」的結論。

來表現。但這樣的表現方式並非最一般性的。

「檢定」結論的表現有很多種,茲統整於下表。

表7.4「檢定」之結論的表現
檢定統計量的值在拒絕域之中 檢定統計量的值不在拒絕域之中
‧對立假說為正確。
‧有信心。
‧拒絕虛無假說。 ‧無法判定虛無假說為誤。
‧無信心。
‧無法拒絕虛無假說。
‧保留虛無假說。
‧無法判定虛無假說為不真。
‧採納虛無假說。「有信心」「無信心」的表現不是在相較之下比較易於使用嗎?那麼,為何筆者故意用了非一般性的表現,是基於下述理由。

恐怕只是在確認檢定統計量的值和P值的大小吧!我注意到,學習「檢定」的人們中,有些不去理解具體上用於表達什麼狀況之下,就任意地將「有信心」這類的發言掛在嘴邊。可說是完全不了解「有信心」的意義,也就是沒確立虛無假說和對立假說之下,就這樣進行「檢定」。我認為這些人根本不明白母體的定義。以前我曾這麼想:對才剛開始學的人再怎麼吹毛求疵也沒用。然而,若對虛無假說和對立假說的意義含糊,怎麼可以下結論。果然吹毛求疵並不是這麼無理的要求。因此,本書中,為了讓虛無假說和對立假說可以永存在讀者腦海中,特別使用了「對立假說為正確」和「無法判定虛無假說為誤」的表現。
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