THỐNG KÊ ỨNG DỤNG TRONG KINH TẾ VÀ KINH DOANH Anderson Sweeney Williams Slides by John Loucks St. Edward’s University © 2011 Cengage Learning. All Rights Reserved. May not be scanned, copied or duplicated, or posted to a publicly accessible website, in whole or in part. Slide 1 Chương 9, Phần B Kiểm định giả thuyết Tỷ lệ tổng thể Kiểm định giả thuyết và ra quyết định Tính xác suất sai lầm loại II Xác định kích thước mẫu cho kiểm định giả thuyết về trung bình tổng thể © 2011 Cengage Learning. All Rights Reserved. May not be scanned, copied or duplicated, or posted to a publicly accessible website, in whole or in part. Slide 2 Tóm tắt các dạng giả thuyết không và giả thuyết đối về tỷ lệ tổng thể Đẳng thức luôn xuất hiện trong giả thuyết không. Nhìn chung, một kiểm định giả thuyết về giá trị của tỷ lệ tổng thể p phải thuộc một trong ba dạng sau (trong đó p0 là giá trị giả định của tỷ lệ tổng thể). H0: p > p0 Ha: p < p0 H0: p < p0 H0: p = p0 Ha: p > p0 Ha: p ≠ p0 Một phía (phía trái) Một phía (phía phải) Hai phía © 2011 Cengage Learning. All Rights Reserved. May not be scanned, copied or duplicated, or posted to a publicly accessible website, in whole or in part. Slide 3 Kiểm định về tỷ lệ tổng thể Thống kê kiểm định z p p0 p trong đó: p p0 (1 p0 ) n với giả sử rằng np > 5 và n(1 – p) > 5 © 2011 Cengage Learning. All Rights Reserved. May not be scanned, copied or duplicated, or posted to a publicly accessible website, in whole or in part. Slide 4 Kiểm định về tỷ lệ tổng thể Quy tắc bác bỏ: phương pháp p –Value Bác bỏ H0 nếu p –value < Quy tắc bác bỏ: Phương pháp giá trị tới hạn H0: p p Bác bỏ H0 nếu z > z H0: p p Bác bỏ H0 nếu z < -z H0: pp Bác bỏ H0 nếu z < -z hoặc z > z © 2011 Cengage Learning. All Rights Reserved. May not be scanned, copied or duplicated, or posted to a publicly accessible website, in whole or in part. Slide 5 Kiểm định hai phía về tỷ lệ tổng thể Ví dụ: Hội đồng bảo an quốc gia (NSC) Trong tuần lễ Giáng sinh và năm mới, hội đồng bảo an quốc gia ước lượng có 500 người bị chết và 25,000 người bị thương khi tham gia giao thông. NSC tuyên bố rằng 50% các vụ tai nạn là do lái xe khi say rượu. Một mẫu gồm 120 vụ tai nạn cho thấy có 67 vụ là do say xỉn. Sử dụng dữ liệu này để kiểm định tuyên bố của NSC với = 0,05. © 2011 Cengage Learning. All Rights Reserved. May not be scanned, copied or duplicated, or posted to a publicly accessible website, in whole or in part. Slide 6 Kiểm định hai phía về tỷ lệ tổng thể Phương pháp p –Value và phương pháp giá trị tới hạn 1. Xác định giả thuyết. H 0 : p .5 H a : p .5 2. Xác định mức ý nghĩa. = 0.05 3. Tính giá trị thống kê kiểm định. Một lỗi phổ biến là sử dụng p trong công thức này p p0 (1 p0 ) 0.5(1 0.5) 0.045644 n 120 z p p0 p (67 /120) .5 1.28 .045644 © 2011 Cengage Learning. All Rights Reserved. May not be scanned, copied or duplicated, or posted to a publicly accessible website, in whole or in part. Slide 7 Kiểm định hai phía về tỷ lệ tổng thể Phương pháp pValue 4. Tính giá trị p -value. Với z = 1.28, xác suất tích lũy = 0.8997 p–value = 2(1 0.8997) = 0.2006 5. Quyết định liệu có bác bỏ H0. Bởi vì p–value = 0.2006 > = 0.05, không thể bác bỏ H0. © 2011 Cengage Learning. All Rights Reserved. May not be scanned, copied or duplicated, or posted to a publicly accessible website, in whole or in part. Slide 8 Kiểm định hai phía về tỷ lệ tổng thể Phương pháp giá trị tới hạn 4. Xác định giá trị tới hạn và quy tắc bác bỏ. Với /2 = 0.05/2 = 0.025, z.025 = 1.96 Bác bỏ H0 nếu z < -1.96 hoặc z > 1.96 5. Quyết định liệu có bác bỏ H0. Bởi vì 1.278 > -1.96 và < 1.96, không thể bác bỏ H0. © 2011 Cengage Learning. All Rights Reserved. May not be scanned, copied or duplicated, or posted to a publicly accessible website, in whole or in part. Slide 9 Kiểm định giả thuyết và ra quyết định Cho tới lúc này, chúng ta đã giải thích các ứng dụng kiểm định giả thuyết được đề cập như là các kiểm định mức ý nghĩa. Trong các kiểm định, chúng ta so sánh giá trị p-value với xác suất sai lầm loại I đã được kiểm soát, , được gọi là mức ý nghĩa của kiểm định. Với một kiểm định mức ý nghĩa, chúng ta kiểm soát xác suất phạm phải sai lầm loại I, chứ không phải là sai lầm loại II. Chúng tôi đề nghị sử dụng kết luận “không bác bỏ H0” thay vì “chấp nhận H0” để tránh rủi ro phạm phải sai lầm loại II. © 2011 Cengage Learning. All Rights Reserved. May not be scanned, copied or duplicated, or posted to a publicly accessible website, in whole or in part. Slide 10 Kiểm định giả thuyết và ra quyết định Với kết luận “không bác bỏ H0”, bằng chứng thống kê được cho là không đem lại kết quả cuối cùng. Thông thường, đây là một dấu hiệu để trì hoãn một quyết định cho tới khi nghiên cứu sâu hơn và việc kiểm định được đảm bảo. Trong nhiều tình huống ra quyết định, người ra quyết định có thể muốn, và trong một số trường hợp bị buộc phải, thực hiện hành động với cả hai kết luận “không bác bỏ H0 “ và “bác bỏ H0.” Trong những trường hợp như vậy, người ta đề xuất mở rộng quy trình kiểm định giả thuyết để kiểm soát sai lầm loại II. © 2011 Cengage Learning. All Rights Reserved. May not be scanned, copied or duplicated, or posted to a publicly accessible website, in whole or in part. Slide 11 Tính xác suất sai lầm loại II khi kiểm định giả thuyết về trung bình tổng thể 1. Thiết lập giả thuyết không và giả thuyết đối. 2. Sử dụng mức ý nghĩa và phương pháp giá trị tới hạn để xác định giá trị tới hạn và quy tắc bác bỏ cho kiểm định 3. Sử dụng quy tắc bác bỏ để tính giá trị trung bình mẫu tương ứng với giá trị tới hạn của thống kê kiểm định. © 2011 Cengage Learning. All Rights Reserved. May not be scanned, copied or duplicated, or posted to a publicly accessible website, in whole or in part. Slide 12 Tính xác suất sai lầm loại II khi kiểm định giả thuyết về trung bình tổng thể 4. Sử dụng các kết quả ở bước 3 để đưa ra miền giá trị của trung bình mẫu mà từ đó dẫn đến kết quả chấp nhận H0; việc làm này xác định miền chấp nhận giả thuyết không. 5. Sử dụng phân phối mẫu của x ứng với một giá trị của thỏa mãn giả thuyết đối, và miền chấp nhận ở bước 4, để tính xác suất trung bình mẫu đó nằm trong miền chấp nhận. (Đây là xác suất phạm phải sai lầm loại II ứng với giá trị của .) © 2011 Cengage Learning. All Rights Reserved. May not be scanned, copied or duplicated, or posted to a publicly accessible website, in whole or in part. Slide 13 Tính xác suất sai lầm loại II Ví dụ: Metro EMS (revisited) Nhắc lại rằng thời gian đáp ứng cho một mẫu ngẫu nhiên gồm 40 tình huống y tế khẩn cấp được cho trong bảng. Trung bình mẫu là 13.25 phút. Độ lệch chuẩn tổng thể được cho là 3.2 phút. Giám đốc EMS muốn thực hiện một kiểm định giả thuyết với mức ý nghĩa 0.05 để xác định xem liệu có đạt được mục tiêu dịch vụ nhỏ hơn hoặc bằng 12 phút hay không. © 2011 Cengage Learning. All Rights Reserved. May not be scanned, copied or duplicated, or posted to a publicly accessible website, in whole or in part. Slide 14 Tính xác suất sai lầm loại II 1. Giả thuyết là: H0: và Ha: 2. Quy tắc bác bỏ: Bác bỏ H0 nếu z > 1.645 3. Giá trị trung bình mẫu giới hạn miền bác bỏ: x 12 z 1.645 3.2 / 40 3.2 x 12 1.645 12.8323 40 4. Ta sẽ chấp nhận H0 khi x < 12.8323 © 2011 Cengage Learning. All Rights Reserved. May not be scanned, copied or duplicated, or posted to a publicly accessible website, in whole or in part. Slide 15 Tính xác suất sai lầm loại II 5. Xác suất trung bình mẫu thuộc miền chấp nhận: 12.8323 Giá trị của b 1-b 3.2 / 40 z 14.0 13.6 13.2 12.8323 12.8 12.4 12.0001 -2.31 -1.52 -0.73 0.00 0.06 0.85 1.645 .0104 .0643 .2327 .5000 .5239 .8023 .9500 .9896 .9357 .7673 .5000 .4761 .1977 .0500 © 2011 Cengage Learning. All Rights Reserved. May not be scanned, copied or duplicated, or posted to a publicly accessible website, in whole or in part. Slide 16 Tính xác suất sai lầm loại II Tính xác suất sai lầm loại II Các nhận xét rút ra từ bảng trước Khi trung bình tổng thể càng gần với giá trị đề cập trong giả thuyết không là 12, xác suất phạm phải sai lầm loại II càng cao. Ví dụ: = 12.0001, b = .9500 Khi trung bình tổng thể cao hơn nhiều so với giá trị được đề cập trong giả thuyết không 12, xác suất phạm phải sai lầm loại II là thấp. Ví dụ: = 14.0, b = .0104 © 2011 Cengage Learning. All Rights Reserved. May not be scanned, copied or duplicated, or posted to a publicly accessible website, in whole or in part. Slide 17 Độ mạnh của kiểm định Xác suất bác bỏ chính xác H0 khi nó sai được gọi là độ mạnh của kiểm định. Với giá trị cụ thể bất kỳ của , độ mạnh là 1 – b. Chúng ta có thể minh họa bằng đồ thị độ mạnh tương ứng với mỗi giá trị của ; đồ thị này được gọi là đường cong độ mạnh. (xem slide tiếp theo.) © 2011 Cengage Learning. All Rights Reserved. May not be scanned, copied or duplicated, or posted to a publicly accessible website, in whole or in part. Slide 18 Đường cong độ mạnh Probability of Correctly Rejecting Null Hypothesis 1.00 0.90 0.80 H0 sai 0.70 0.60 0.50 0.40 0.30 0.20 0.10 0.00 11.5 12.0 12.5 13.0 13.5 14.0 14.5 © 2011 Cengage Learning. All Rights Reserved. May not be scanned, copied or duplicated, or posted to a publicly accessible website, in whole or in part. Slide 19 Xác định kích thước mẫu đối với kiểm định giả thuyết về trung bình tổng thể Mức ý nghĩa được định rõ sẽ xác định xác suất phạm phải sai lầm loại I. Bằng cách kiểm soát cỡ mẫu, xác suất phạm phải sai lầm loại II sẽ được kiểm soát. © 2011 Cengage Learning. All Rights Reserved. May not be scanned, copied or duplicated, or posted to a publicly accessible website, in whole or in part. Slide 20 Xác định kích thước mẫu đối với kiểm định giả thuyết về trung bình tổng thể Phân phối mẫu của x khi H0 đúng và = 0 c Bác bỏ H0 H0: Ha: x 0 Lưu ý: x Phân phối mẫu của x khi H0 sai và a > 0 n b c a © 2011 Cengage Learning. All Rights Reserved. May not be scanned, copied or duplicated, or posted to a publicly accessible website, in whole or in part. x Slide 21 Xác định kích thước mẫu đối với kiểm định giả thuyết về trung bình tổng thể n ( z zb ) 2 2 ( 0 a )2 Trong đó z = giá trị z tương ứng với phần diện tích trong đuôi phải của phân phối chuẩn chuẩn hóa. zb = giá trị z tương ứng với phần diện tích b trong đuôi phải của phân phối chuẩn chuẩn hóa. = độ lệch chuẩn tổng thể 0 = giá trị của trung bình tổng thể trong H0 a = giá trị của trung bình tổng thể được sử dụng cho sai lầm loại II Lưu ý: Khi kiểm định giả thuyết hai phía, ta sử dụng z /2 thay cho z © 2011 Cengage Learning. All Rights Reserved. May not be scanned, copied or duplicated, or posted to a publicly accessible website, in whole or in part. Slide 22 Xác định kích thước mẫu đối với kiểm định giả thuyết về trung bình tổng thể Giả sử rằng giám đốc dịch vụ y tế đưa ra phát biểu về việc chấp nhận xác suất phạm phải sai lầm loại I và loại II như sau: •Nếu thời gian đáp ứng trung bình là = 12 phút, tôi sẵn sàng chấp nhận mức rủi ro 0.05 để bác bỏ H0 •Nếu thời gian đáp ứng chậm hơn tiêu chuẩn 0.75 phút ( = 12.75), tôi sẵn sàng chấp nhận mức rủi ro b = 0.10 để không bác bỏ H0 © 2011 Cengage Learning. All Rights Reserved. May not be scanned, copied or duplicated, or posted to a publicly accessible website, in whole or in part. Slide 23 Xác định kích thước mẫu đối với kiểm định giả thuyết về trung bình tổng thể = 0.05, b = 0.10 z = 1.645, zb = 1.28 0 = 12, a = 12.75 = 3.2 n ( z zb )2 2 ( 0 a )2 (1.645 1.28) 2 (3.2) 2 155.75 156 2 (12 12.75) © 2011 Cengage Learning. All Rights Reserved. May not be scanned, copied or duplicated, or posted to a publicly accessible website, in whole or in part. Slide 24 Mối quan hệ giữa , b, và n Một khi biết hai trong ba giá trị này, chúng ta có thể tính giá trị còn lại. Với mức ý nghĩa cho trước , việc tăng kích thước mẫu n sẽ làm giảm b. Với kích thước mẫu n cho trước, việc giảm sẽ làm tăng b, ngược lại việc tăng sẽ làm giảm b. © 2011 Cengage Learning. All Rights Reserved. May not be scanned, copied or duplicated, or posted to a publicly accessible website, in whole or in part. Slide 25 Kết thúc Chương 9, Phần B © 2011 Cengage Learning. All Rights Reserved. May not be scanned, copied or duplicated, or posted to a publicly accessible website, in whole or in part. Slide 26