在給定可接受的第一、二類錯誤概率的情況下,是否可以互換原假設和備擇假設形成一個新的假設檢驗?

如對於假設檢驗:

{H}_{0}: mu geq {mu }_{0}{H}_{alpha }: mu 	extless {mu }_{0}

給定alpha = {alpha }_{0}, eta = {eta }_{0}

是否可以互換原假設和備擇假設形成這樣一個新的假設檢驗:

{H}_{0}: mu leq {mu }_{0}{H}_{alpha }: mu > {mu }_{0},

alpha = {eta }_{0}, eta = {alpha }_{0}

這兩個假設檢驗有何聯繫?得出的結論有何異同?


謝邀。該問題實際上涉及:當假設檢驗涉及方向性(單側檢驗),能不能把左側檢驗和右側檢驗互換?

回答:可以的。只是要注意到,當檢驗方向變化,那麼,檢驗者的立場(他所支持的假設)就變了。

這要從假設檢驗的原理說起,假設檢驗的原理是反證法。這種方法的邏輯,不是搜集大量的證據來正面支持自己的論點,這樣做太累、更主要是因為百密難免一疏;反證法走的是捷徑,給自己的觀點樹立一個非此即彼的反面論斷,然後找到證據來推翻它,從而間接證明自己的論點——要論證某個結論不完全成立,你只需找出一個反例,所以用反證法更輕鬆。

根據反證法原理,在運用假設檢驗的時候,研究者把自己支持的論點放在備擇假設(H1),而把他想推翻的、與備選假設對立的非此即彼的觀點放在原假設(H0)。然後,研究者通過尋找反面證據(統計上的小概率事件)來證明:原假設如若正確、將會導致多麼荒唐(不可能)的事情發生,從而推翻原假設。

所以,當你改變了檢驗的方向,替換了原假設和備選假設,就代表研究者的立場發生了改變,這樣做將導致,就同一樣本數據得到的結論可能相同、但也可能相反,也就是:雖然數據還是來自於同一個樣本同樣的數據,但原先用來支撐先前觀點的論據,這時候可能就用來打臉了。

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用個課堂上的PPT的例題來說吧:

如果我們站在消費者立場、想打生產廠商的臉,這時候我們應該不支持製造商的觀點,從而把檢驗做成左側檢驗——生產商的輪胎壽命沒有達到其所宣稱的40000公里,假設檢驗過程如下:

看到了嗎?本來想打生產廠家臉的,結果卻是有利於生產商:不能證明輪胎壽命顯著低於40000公里

如果我們把檢驗的方向改變,也就是這回我們站在生產廠家的立場(備選假設所代表的立場)——輪胎壽命超過40000公里,此時原假設和備選假設互換,左側檢驗變成了右側檢驗

H0: μ≤40000, H1: μ&>40000

基於相同數據得到的檢驗統計量不變,t=0.894,但這時臨界值為右側的t(19,0.05)=1.7291,由於檢驗統計量的值小於臨界值,我們的決策是不能拒絕H0,也就是目前的證據無法證明輪胎平均壽命顯著高於40000公里

看到沒有:站在消費者立場檢驗、結論卻有利於生產商;站在廠商立場,結論卻有利於消費者。

總結:假設檢驗是可以根據立場變化採用不同的檢驗方向,相同點是樣本和數據不變,不同點是立場變了,結論可能不變、也可能變——同樣的數據被用來得到不同的結論,並且邏輯上各自毫無缺陷

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PPT例子來源:賈俊平,《統計學(第6版)》,人大出版社


如果用同一組數據,題主所說的兩種相反假設檢驗的p值加起來等於1,稍微想一想就能明白其中道理,同一個分布,同一個統計量,左邊的概率和右邊的概率加起來不等於1就奇怪了。

如果理解了以上這一點,如果一個p值小於0.05,那另一個肯定大於0.95,這時有一個假設檢驗結果是顯著的;如果一個p值小於0.95,那另一個肯定大於0.05,結果是兩個假設檢驗都不顯著。要想保證有一個顯著,就要加大樣本量。

當然具體用哪種假設,主要還是決定於檢驗的目的。如果你關注的是大於,那備擇假設就應該是大於,是否小於不是你需要關心的。

假設可以互換,但對於你的檢驗目的來說,這種互換是沒有意義的。


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