統計推斷(區(qū)間估計)

一、置信區(qū)間的估計

1.統計推斷:統計推斷是基于樣本統計量對總體參數給出統計學結論

2.常用方法:置信區(qū)間估計和假設檢驗

3.95%置信度的含義:100次抽樣結果的100個95%置信區(qū)間中,平均而言有95個置信區(qū)間包含了真實的總體均數。置信度常用C表示

二、置信區(qū)間

(1)已知σ時μ的置信區(qū)間

1.樣本量為n的簡單隨機抽樣數據,估計總體均數μ的置信區(qū)間,當總體分布服從正態(tài)分布時,樣本均數μ服從N(\mu,\frac{\sigma^2}{n})

2.對于一個觀察到的樣本,μ的置信度為C的置信區(qū)間為\overline{x}\pm z^\prime\times\sigma/\sqrt{n},其中\overline{x}為μ的估計值,z^\prime\times\sigma/\sqrt{n}為誤差范圍

3.z^\prime和C的關系為C越大則z^\prime越大


(2)置信區(qū)間的誤差范圍

1. 高置信度是指結果準確性高,誤差范圍小是指結果精確性高

2. 減小置信區(qū)間誤差范圍z^\prime\times\sigma/\sqrt{n}的方法:

①選擇較低的置信度,從而得到更小的z^\prime

②選擇更大的樣本量n;

③減小σ


三、置信區(qū)間與樣本量

1.合理的樣本設計應在進行數據收集前先確定好統計推斷方法,確定足夠的樣本量可使得后期置信區(qū)間的誤差范圍較小。

2.根據置信區(qū)間誤差范圍計算公式,計算簡單隨機抽樣的樣本量:

n=(z^\prime\times\frac{\sigma}{m})^2

3.實際應用中,樣本量大小的選擇,除上述公式計算結果外,還應考慮其他因素,如數據收集過程中所花費的成本等,確保研究方案實施的可行性。

4.嚴謹的設計通常會事先假定一個無應答率,并以此校正樣本量的計算。


四、注意事項

1.公式不適用于所有抽樣方法,不同的抽樣方法需要采用不同估計公式。

2. 公式適用條件

(1)數據必須來自相應總體的簡單隨機抽樣;

(2)個體間相互獨立;

(3)事先假定總體標準差已知,實際研究中很可能無法得到總體標準差。

3.選用統計方法前需對數據進行探索性分析,檢查異常值以及數據是否服從正態(tài)分布;

4. 統計分析無法拯救糟糕的數據;

5. 實際操作中的問題(如無應答與失訪)會給抽樣研究帶來額外的誤差,這些誤差可能比隨機抽樣誤差大得多,并且研究結果中這些誤差并不能被誤差范圍所反映;

6. 統計推斷的概率是指該方法重復進行的正確頻率,但并不知道某一次結果的正確性。

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