Mục lục bài họcĐang ở d08-b3
Two-Way Tables: The Full Four-Step Test
State — in words
For a two-way table the hypotheses are written in words, not symbols. Independence: "$H_0$: there is no association between [variable 1] and [variable 2] in the population; $H_a$: there is an association." Homogeneity: "$H_0$: the distribution of [variable] is the same for all [groups]; $H_a$: it is not the same for all groups." Choose by asking how the data were collected — one sample with two variables, or several samples of one variable.
Plan — expected counts and conditions
Under $H_0$ every cell's expected count is
$$\text{expected}=\frac{\text{row total}\times\text{column total}}{\text{grand total}}$$Conditions: random sample(s) or random assignment; $10\%$ condition for each sample; and all expected counts at least $5$. Say which condition each check satisfies and quote the smallest expected count.
Do and conclude
$\chi^2=\sum\frac{(\text{observed}-\text{expected})^2}{\text{expected}}$ with $df=(r-1)(c-1)$; the P-value is always the upper tail. Example: $50$ boys and $50$ girls asked whether they prefer morning classes; $30$ boys and $20$ girls say yes. Every expected count is $25$, each of the four cells contributes $(5^2)/25=1$, so $\chi^2=4{,}0$ with $df=1$ and P-value $\approx0{,}046$. Conclude in context at the stated $\alpha$, then do the follow-up graders reward: name the cells with the largest components and say in which direction the observed count departs from the expected — that is what "there is an association" actually means.
Nêu — bằng lời: giả thuyết cho bảng hai chiều viết bằng lời, không ký hiệu. Độc lập: "$H_0$: không có liên hệ giữa [biến 1] và [biến 2] trong tổng thể; $H_a$: có liên hệ." Đồng nhất: "$H_0$: phân bố của [biến] giống nhau ở mọi [nhóm]; $H_a$: không giống nhau ở mọi nhóm." Chọn loại nào là tuỳ cách lấy dữ liệu: một mẫu đo hai biến, hay nhiều mẫu đo một biến.
Kiểm — số kỳ vọng và điều kiện: dưới $H_0$, mỗi ô có kỳ vọng $=\dfrac{\text{tổng dòng}\times\text{tổng cột}}{\text{tổng chung}}$. Điều kiện: mẫu ngẫu nhiên hoặc phân nhóm ngẫu nhiên; $10\%$ cho mỗi mẫu; mọi số kỳ vọng $\ge5$ — nêu rõ số kỳ vọng nhỏ nhất.
Tính và kết luận: $\chi^2=\sum\dfrac{(\text{quan sát}-\text{kỳ vọng})^2}{\text{kỳ vọng}}$, $df=(r-1)(c-1)$, giá trị $P$ luôn là đuôi trên. Ví dụ hỏi $50$ nam, $50$ nữ có thích học buổi sáng không; $30$ nam và $20$ nữ trả lời có. Mọi kỳ vọng là $25$, mỗi ô góp $5^2/25=1$, nên $\chi^2=4{,}0$, $df=1$, $P\approx0{,}046$. Kết luận trong bối cảnh, rồi làm bước theo dõi được thưởng điểm: chỉ ra các ô góp nhiều nhất và quan sát lệch kỳ vọng theo chiều nào — đó mới là nghĩa thật của "có liên hệ".
Khảo sát ngẫu nhiên $200$ học sinh một thành phố về phương tiện đến trường (xe buýt / xe đạp / xe máy gia đình) theo khối (THCS / THPT). Bảng quan sát: THCS: $45,\,35,\,20$; THPT: $35,\,25,\,40$. Ở $\alpha=0{,}05$, có liên hệ giữa khối và phương tiện không?
Nêu: $H_0$: không có liên hệ giữa khối và phương tiện đến trường của học sinh thành phố này; $H_a$: có liên hệ. Một mẫu, hai biến: kiểm định độc lập.
Kiểm: mẫu ngẫu nhiên; $200$ dưới $10\%$ số học sinh thành phố. Tổng dòng $100$ và $100$; tổng cột $80,\,60,\,60$. Kỳ vọng mỗi ô: $40,\,30,\,30$ ở cả hai dòng; nhỏ nhất là $30\ge5$.
Tính:
$$\chi^2=\frac{5^2}{40}+\frac{5^2}{30}+\frac{10^2}{30}+\frac{5^2}{40}+\frac{5^2}{30}+\frac{10^2}{30}=0{,}625+0{,}833+3{,}333+0{,}625+0{,}833+3{,}333\approx9{,}58$$$df=(2-1)(3-1)=2$; giá trị $P\approx0{,}008$.
Kết luận: $0{,}008\lt0{,}05$, bác bỏ $H_0$. Có bằng chứng thuyết phục rằng khối và phương tiện đến trường có liên hệ. Theo dõi: hai ô "xe máy gia đình" góp $3{,}33$ mỗi ô, lớn nhất: học sinh THPT đi xe máy gia đình nhiều hơn kỳ vọng ($40$ so với $30$), THCS ít hơn ($20$ so với $30$).
Đọc xong rồi — làm thử ngay
Bài tập của chương Unit 8 — Inference for Categorical Data: Chi-Square gồm 14 câu trắc nghiệm và 3 đề tự luận. Đáp án hiện ngay khi chọn, miễn phí.