非零假設

非零假設

非零假設(non-null hypothesis)泛指基本假設的對立假設。有時專指“有差異”假設。如,H:p≠p0,H:μ1

基本介紹

統計學上把假設分為零假設(null hypothesis)和非零假設(alternative hypothesis)。零假設是需要檢測的假設,有時也稱為“無區別假設”,比如我們假設兩組對象就某一變數的平均值上不存在差異。通常情況下,我們旨在推翻零假設。在假設檢驗中,如果零假設被推翻,那么我們就說樣本數據不支持零假設,而支持另一種假設。這“另一種假設”我們稱為非零假設。非零假設常常是研究者想要支持的假設,所以也常常稱為研究假設,記為H。在實際研究中,我們通常只作出研究假設,而沒有必要作出相對應的零假設,因為零假設是研究假設的互補假設。

這裡要強調的是,假設檢驗並非證明某一個假設是真是假,而只是表明該假設被樣本數據所支持或不支持。所以,由樣本數據所支持的假設,只能說這一假設“有可能為真”,並非“為真” 。

相關概念

假設檢驗的步驟及其相關概念

假設檢驗一般依照以下步驟進行:

第一,了解樣本數據的特性,如測量變數所使用的測量層次。

第二,了解總體分布的特性,如是否呈常態分配、兩個總體的方差是否相等,兩個樣本是否互相獨立,等等。這些特性決定了哪種統計分析方法更為合適 。

第三,提出假設。統計學上把假設分為零假設和非零假設。零假設是需要檢測的假設,有時也稱為“無區別假設”,比如我們假設兩組對象就某一變數的平均值上不存在差異。通常情況下,我們旨在推翻零假設。在假設檢驗中,如果零假設被推翻,那么我們就說樣本數據不支持零假設,而支持另一種假設。這“另一種假設”我們稱為非零假設。非零假設常常是研究者想要支持的假設,所以也常常稱為研究假設,記為H。在實際研究中,我們通常只作出研究假設,而沒有必要作出相對應的零假設,因為零假設是研究假設的互補假設。

這裡要強調的是,假設檢驗並非證明某一個假設是真是假,而只是表明該假設被樣本數據所支持或不支持。所以,由樣本數據所支持的假設,只能說這一假設“有可能為真”,並非“為真”。

第四,計算出檢測統計值。我們從樣本數據中計算出檢測統計值,如標準值z。

第五,檢查檢測統計值的抽樣分布。比如z的分布為標準常態分配。

第六,設定推翻零假設的標準。檢測統計值的所有可能值被分為兩組,一組為拒絕區域(rejection region),另一組為接受區域(nonrejection region)。如果檢測統計值落入拒絕區域,那么我們就推翻零假設,反之則接受零假設。

那么如何決定拒絕區域和接受區域呢?這就涉及顯著水平的概念(levelof significance,通常標記為a),指的是檢測統計值的分布曲線圖中拒絕區域的面積範圍。如果一個檢測統計值落入了這個拒絕區域,那么這個值就是顯著到可以推翻零假設 。

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既然推翻零假設是個機率事件而存在一定誤差,那么我們應當儘量地減小這個誤差。通常,我們採用0.01,0.05或0.10的誤差機率。也就是說,我們在推翻零假設的時候誤差(或顯著水平)為1%、5%或10%。而最通常使用的顯著水平為5%;換句話說,顯著水平為5%表示我們推翻零假設的錯誤機率為5%。一言以蔽之,我們設定顯著水平,從而確定推翻零假設的標準。

現在讓我們來看一看假設檢驗有可能犯的錯誤。錯誤分為兩種,一種為甲種錯誤(type I error),另一種為乙種錯誤(type II error)。甲種錯誤指的是推翻了一個為真的零假設,即錯誤地推翻了零假設(從而接受非零假設/研究假設)。我們把這種推翻零假設時所犯的錯誤機率記為a。所以,如果假設檢驗時推翻了零假設,由於我們通常把a設定在較小的水平(如0.05)所以我們對所得出的結論還比較放心。

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乙種錯誤指的是沒有推翻一個假的零假設,換句話說是錯誤地接受了零假設(從而推翻非零假設/研究假設);我們把這種接受零假設的錯誤機率記為。如果假設檢驗時接受了零假設,我們並不知道所犯的錯誤的機率。一般而言,的值要比a大。

第七,計算檢測統計值。在決定了推翻零假設的錯誤機率即顯著水平之後,我們可以計算出檢測統計值,並看其落入拒絕區域還是接受區域。

第八,統計決定。接上述步驟,我們可以決定是接受零假設還是推翻零假設。如果檢測統計值落入拒絕區域,那么我們就推翻零假設;如果檢測統計值落入接受區域,我們就接受零假設。

第九,結論。如果推翻了零假設,那么我們就下結論說,樣本數據支持研究假設;如果接受了零假設,那么說明樣本數據支持研究假設。

第十,決定p值。p值指的是假設檢驗中在零假設為真的情況下,所取得的檢測統計值趨向於推翻零假設、支持研究假設的程度,也就是犯甲種錯誤的機率。所以,如果p值在所允許的範圍內,即小於所規定的顯著性水平a,那么我們就推翻零假設;反之則接受零假設 。

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