假设检验的基本概念

一、假设检验的基本概念

引例 盐业公司用一台包装机自动包装食盐,已知袋装食盐的重量XN(μ,22),且

机器正常时,其均值α=0.05,现随机抽取9袋食盐,用以检验包装机工作是否正常,测得净重(单位:g)分别为

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问能否有95%的把握判断这台包装机工作正常.

引例分析 此例随机抽取9袋食盐的重量并不是恰好为500 g,这种实际重量和标准重量不完全一致的现象,在实际问题中是经常出现的.造成这种差异的原因一般来说有两种:一是偶然因素的影响,另一种是条件因素的影响.由于偶然因素而产生的差异称为随机误差,由于条件因素而产生的差异称为条件误差.若只存在随机误差,我们就没有理由怀疑其标准重量不是500 g.然而,如果有十足的理由判断包装机工作不正常.那么应该怎样判断呢?

包装机工作是否正常,相当于检验其总体均值μ是否等于500 g,因此需要检验假设

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这是两个对立的假设,通常称这种待检验的假设H0为原假设,与原假设对立的假设H1称为备择假设或对立假设,我们的任务就是要依据样本对这样的假设之一作为是否拒绝的判断.

由于样本均值img是μ的一个很好的估计,故当H0为真时,img应该很小.当img过分大时,我们就应当怀疑H0不正确而拒绝H0.那么怎样给出img的具体界限值c0呢?下面我们来讨论这个问题.

当H0为真时,由于img,对于给定的很小的正数α,如α=0.05,可令

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这表明小概率事件居然发生了,也就是说,仅做了一次实验,这种情况就发生了,这是不合常理的,不得不使人怀疑原假设H0的正确性,于是拒绝H0,从而认为这台包装机不正常.

判断统计假设H0成立与否的方法称为统计假设检验(简称统计检验或检验),判断参数假设成立与否的方法称为参数检验,如果只对一个假设提出检验,并判断其是否成立,而不考虑其他假设,则称这种检验为显著性检验,本节只讨论显著性检验方法.

上述对假设H0的检验,实际上用到了小概率原理,小概率原理认为:在一定试验中实际上是不可能发生的.至于什么样的事件是小概率事件,一般情况下,在假设的试验中,小概率α常取0.05或0.01,常称α为显著性水平.假设检验在工程技术中又称为差异显著检验,如在引例中,拒绝H0,可以说包装机的包装规格与500 g/每袋有显著差异,且差异水平为0.05.

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例1 某厂每天产品分三批包装,规定每批产品的次品率都低于0.01才能出厂.某日有三批产品等待检验出厂,检验员进行抽样检查,从三批产品中各抽一件进行检验,发现有一件是次品.问该日产品能否出厂.

解 假设该日产品能出厂,表明每批产品的次品率都低于0.01,在这种条件下,计算事件B=“3件产品中至少有1件是次品”的概率.如将抽出的1件产品是次品记作A,是正品则为img,则所求概率为3次贝努里试验中事件A至少发生一次的概率

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这是一个小概率,在一次试验中B可以认为是不会发生的,然而现在经一次检查发现有一件是次品,也就是小概率事件B在一次试验中竟然发生了,这表明原假设不正确,即该日产品不能出厂.