Lição 110 — Consolidação Trim 11: Inferência Estatística
Workshop de síntese do trim 11: IC para média, testes z e t, ANOVA, qui-quadrado, regressão simples e múltipla, e inferência bayesiana — todos os pilares da estatística inferencial em um mapa integrado.
Used in: 3.º ano do EM / Stochastik LK alemão · Math B japonês (Estatística) · H2 Mathematics (Singapura) — Statistics
Rigorous notation, full derivation, hypotheses
Síntese formal do trim 11
Os três pilares da inferência estatística
"Przedział ufności zapewnia zakres wartości, które mogą być rozsądnymi szacunkami parametru populacji. Prawidłowa interpretacja: jeśli powtórzymy procedurę wiele razy, skonstruowanych przedziałów będzie zawierać prawdziwy parametr." — OpenIntro Statistics §5.2
Przepływ decyzji semestru 11 — każde pytanie statystyczne ma swoją metodę.
Exempla rozwiązane
Exercise list
42 exercises · 10 with worked solution (25%)
- Ex. 110.1Application
, , (znany). Skonstruuj PU 95% dla .
- Ex. 110.2Application
Z danymi z poprzedniego ćwiczenia (, , ), testuj vs na poziomie 5%. Oblicz i zdecyduj.
- Ex. 110.3ApplicationAnswer key
Dwie niezależne próbki: , , ; , , . Wykonaj dwustronny test Welch na poziomie 5%.
- Ex. 110.4Application
Trzy grupy z roślinami każdy, średnie , , . Zakładając (wariancja wewnątrz grup), oblicz ANOVA i zdecyduj na poziomie 5%.
- Ex. 110.5ApplicationAnswer key
Dopasowany model: . Jaka jest punktowa prognoza dla ?
- Ex. 110.6ApplicationAnswer key
, , predyktory. Oblicz .
- Ex. 110.7Application
Tabela kontyngencji wyprodukowała . Ile stopni swobody? Czy jest powiązanie na poziomie 5%?
- Ex. 110.8Application
Prior . Obserwujesz sukcesów w próbach. Jaki jest rozkład posterior ?
- Ex. 110.9Application
Z posteriorem z poprzedniego ćwiczenia, oblicz średnią posterior i MAP (tryb rozkładu posterior).
- Ex. 110.10ApplicationAnswer key
Zlokalizuj w tabeli rozkładu normalnego standardowego: jaki jest ? (Odp: .)
- Ex. 110.11Application
Zlokalizuj w tabeli : . (Odp: .)
- Ex. 110.12ApplicationAnswer key
Zlokalizuj w tabeli F. (Odp: .)
- Ex. 110.13Application
Zlokalizuj . (Odp: .)
- Ex. 110.14Understanding
Jaki test jest odpowiedni do porównania średniej pensji mężczyzn i kobiet w firmie, z niezależnymi próbkami i nieznanymi wariancjami?
- Ex. 110.15Understanding
Badanie z 100 osobami rejestruje płeć (M/F) i preferowaną partię (A/B/C). Jaki test weryfikuje powiązanie między zmiennymi?
- Ex. 110.16Understanding
Badanie testuje 4 dawki leku (niska, średnia, wysoka, placebo) w stracie wagi (kg) u 20 pacjentów na grupę. Jaka jest metoda analizy?
- Ex. 110.17Understanding
Mierzysz wagę 20 osób przed i po 3-miesięcznej diecie. Dane są sprzężone. Jaki jest właściwy test?
- Ex. 110.18Application
Statystyka została uzyskana w teście dwustronnym. Oblicz p-wartość i zdecyduj na poziomie .
- Ex. 110.19ApplicationAnswer key
Do PU 95% z marginesem błędu i , jaki jest minimalny rozmiar próbki?
- Ex. 110.20Understanding
Cohen's . Jaki jest rozmiar efektu według konwencji Cohena?
- Ex. 110.21Application
Tabela kontyngencji wyprodukowała Cramér's . Sklasyfikuj rozmiar efektu.
- Ex. 110.22Application
ANOVA wyprodukowała . Jaki jest rozmiar efektu?
- Ex. 110.23Understanding
. Jaką siłę dowodu na rzecz reprezentuje to, według skali Jeffreysa?
- Ex. 110.24Understanding
W jednym zdaniu każdy: jaka jest różnica interpretacji między częstościowym PU (95%) a wiarygodnym PU bayesowskim (95%)?
- Ex. 110.25Understanding
Rozróżnij w jednym zdaniu: błąd typu I vs błąd typu II w teście hipotezy.
- Ex. 110.26Understanding
Rozróżnij: istotność statystyczna vs istotność praktyczna. Dlaczego wynik może być statystycznie istotny, ale praktycznie nieistotny?
- Ex. 110.27UnderstandingAnswer key
Rozróżnij: powiązanie statystyczne vs przyczynowość. Dlaczego regresja liniowa mierzy powiązanie, a nie przyczynę?
- Ex. 110.28Understanding
Rozróżnij: dane sprzężone vs próbki niezależne. Podaj przykład każdego.
- Ex. 110.29Understanding
Rozróżnij: vs w regresji wielokrotnej. Dlaczego drugi jest bardziej wiarygodny do porównania modeli z inną liczbą predyktorów?
- Ex. 110.30Understanding
Rozróżnij: rozkład prior vs rozkład posterior w wnioskowaniu bayesowskim.
- Ex. 110.31ModelingAnswer key
A/B testing: wersja A uzyskała 80 konwersji na 1000 odwiedzin; wersja B uzyskała 110/1000. Zastosuj test z dla proporcji (częstościowy) i szacuj bayesowsko z priorem .
- Ex. 110.32Modeling
Próba kliniczna: lek obniża ciśnienie. Za pacjentów, sparowana różnica (przedpo) ma mmHg i mmHg. Wykonaj test t parami (jednostronny: ) i skonstruuj PU 95% dla średniego obniżenia.
- Ex. 110.33Modeling
Regresja ceny nieruchomości: model z tylko ma (). Przy dodaniu liczby pokoi, . Oblicz dla każdego modelu i zdecyduj, czy dodatkowy predyktor jest uzasadniony.
- Ex. 110.34Modeling
Pięć diet, 30 osób na grupę. Naszkicuj protokół analizy kompletnej: weryfikacja założeń, ANOVA, post-hoc i co raportować.
- Ex. 110.35ModelingAnswer key
Ankieta wyborcza: 4 regiony (Północ, Północny Wschód, Południowy Wschód, Południe) 3 kandydaci. Tabela kontyngencji z . Oblicz stopnie swobody, wykonaj , Cramér's i zidentyfikuj komórki z największym rezyduum standaryzowanym.
- Ex. 110.36Understanding
Uzasadnij, dlaczego nie stanowi dowodu, że jest prawdziwe.
- Ex. 110.37Proof
Wykaż, że regresja liniowa prosta ze zmienną dummy binarną (0/1 wskazującą grupę) daje dokładnie taki sam wynik jak test t dwóch niezależnych próbek (równe wariancje).
- Ex. 110.38Proof
Wykaż, że gdy ANOVA ma tylko grupy, statystyka równa się kwadratowi statystyki z dwustronnego testu t. Podaj stopnie swobody.
- Ex. 110.39ProofAnswer key
Pokaż, że estymator MAP z uniform priorem jest dokładnie równy estymatorowi maksymalnego wiarygodności (MLE). Zacznij od definicji MAP.
- Ex. 110.40Challenge
Opisz, w pseudokodzie lub strukturowanej liście, pełny przepływ analizy A/B testingu dla kursu konwersji e-commerce: od analizy mocy (minimalny efekt do zaobserwowania 2 p.p., , moc 80%) po ostateczny raport ze wszystkimi elementami, które recenzent statystyczny wymagałby.
- Ex. 110.41Challenge
Porównaj szczegółowo (co najmniej 200 słów), kiedy preferować podejście częstościowe vs bayesowskie w testowaniu A/B online. Rozważ: interpretacyjność, sekwencyjne podejmowanie decyzji, włączenie priorów i gwarancje błędu.
- Ex. 110.42Proof
Wykaż przez integrację (lub przez rozpoznanie jądra), że jeśli i , wtedy .
Sources
- OpenIntro Statistics (4ª ed) — Diez, Çetinkaya-Rundel, Barr · 2019 · CC-BY-SA. Fonte primária para IC, testes, ANOVA, qui-quadrado e regressão (§5–9).
- Statistics (OpenStax) — Illowsky, Dean · CC-BY. Fonte para exemplos práticos de IC, testes e , tabelas de distribuição (§8–13).
- Statistical Thinking for the 21st Century — Russell Poldrack · CC-BY-NC. Fonte para inferência bayesiana, tamanho de efeito, reprodutibilidade e crise de replicação (Ch. 9, 15).