假设检验就像一场“科学审判”,我们根据收集到的数据,判断某个观点(假设)是否站得住脚。比如,商家说“90%的顾客喜欢我们的产品”,我们需要用调查数据来验证这个说法是否真实。假设检验的核心是:用证据说话,而不是凭感觉下结论。


一、假设检验是什么?

假设检验就像一场“法庭辩论”:
(一)提出假设:先设定一个“默认说法”(原假设H₀),比如“顾客满意度是90%”。
(二)收集证据:通过抽样调查获取数据,比如调查100人,发现85人满意。
(三)判断证据是否足够反驳假设:如果差异太大(比如只有50人满意),就判定假设不成立;如果差异不大(比如88人满意),就暂时保留假设。

二、假设检验的6个步骤

1. 提出假设
原假设(H₀):通常表示“没有变化”或“等于某个值”。
例:H₀: 新药效果与旧药一样。
备择假设(H₁):与原假设对立。
例:H₁: 新药效果比旧药好。
2. 选择检验方法
Z检验:适合大样本(比如调查1000人以上)或已知总体方差的情况。
t检验:适合小样本(比如调查几十人)且总体方差未知的情况。
卡方检验:适合分类数据(比如性别、颜色偏好)。
F检验:适合比较两组数据的方差。
3. 确定显著性水平(α)
α是“犯错门槛”,常见值是0.05(5%)。
例:α=0.05表示你愿意承受5%的概率冤枉好人(第一类错误)。
4. 计算检验统计量
根据样本数据算出一个“分数”,比如t值或z值。
例:调查100人,平均满意度85%,标准差10%,算出z值=-1.67。
5. 确定临界值或p值
临界值法:比如α=0.05时,z的临界值是±1.96。
若z值<-1.96或>1.96,拒绝H₀。
p值法:计算z值对应的概率,比如p=0.095。
若p<α,拒绝H₀。
6. 做出决策
拒绝H₀:证据足够强,原假设不成立。
例:p=0.03<0.05,拒绝“新药效果与旧药一样”的假设。
不拒绝H₀:证据不足,保留原假设。
例:p=0.12>0.05,不能证明“新药效果更好”。

三、假设检验中的两类“冤假错案”

(一)第一类错误(α):冤枉好人
明明原假设是对的,但你错误地拒绝了它。
例:顾客满意度确实是90%,但你因为抽样误差误判为“不是90%”。
(二)第二类错误(β):放过坏人
明明原假设是错的,但你错误地接受了它。
例:顾客满意度其实是85%,但你因为样本量不足误判为“是90%”。
α=0.05 → 像“宁可错杀一千,不可放过一个”的严苛法官。
β=0.2 → 像“宁可放过一千,不可错杀一个”的宽容法官。

四、实例详解:单样本t检验

问题:某厂声称灯泡寿命为1000小时,随机抽取16个灯泡,平均寿命980小时,标准差50小时。在α=0.05下,检验该厂说法是否可信?
步骤:
1. 提出假设
H₀: 灯泡寿命=1000小时
H₁: 灯泡寿命≠1000小时
2. 选择检验方法
小样本(n=16),总体方差未知,用t检验。
3. 计算t值
假设平均寿命980小时,与1000小时的差距,结合标准差50小时,算出t值=-1.6。
4. 确定临界值
自由度df = 15,α=0.05(双尾)。
查表得临界值:±2.131。
5. 比较与决策 t=-1.6在临界值范围内(-2.131 < -1.6 < 2.131),不拒绝H₀。
结论:没有足够证据证明灯泡寿命≠1000小时,厂家的说法可信。
p值法的应用
若用p值法,计算t=-1.6对应的双尾p值约为0.13。
p=0.13>0.05,同样不拒绝H₀。

五、假设检验的逻辑图

提出假设 → 选择方法 → 确定α → 计算统计量 → 对比临界值/p值 → 决策
核心思想:
“证据不足”不等于“原假设正确”,只是暂时保留它。
“证据充分”才能推翻原假设。