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제10장 통계적 추정과 가설검정 : 두 모집단 전광희 교수 [email protected] 1

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제10장 통계적 추정과 가설검정 : 두 모집단

전광희교수

[email protected]

1

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Contents

독립표본과 대응표본

두 표본평균 차이의 표본분포

두 모평균 차이에 대한 추정과 검정

두 모비율의 차이에 대한 추정과 검정

두 모분산에 대한 검정

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두 표본검정

두 표본검정

모 평 균독 립 표 본

모 평 균종 속 표 본

모 비 율 모 분 산

그룹 1 :그룹 2

동일 그룹치료 전ㆍ후

비율 1 :비율 2

분산 1 :분산 2

예 :

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표본의 독립성과 종속성

독립표본(independent sample) 예컨대 남자와 여자의 평균키를 비교하는 경우 모집단 A에서

표본크기 n1의 남자와 집단 B에서 표본크기 n2의 여자를

독립적으로 확률표본으로 추출하면 두 표본은 아무런 관련이

없기 때문에 독립표본이라고 한다.

대응표본(dependent, related, paired sample) 예컨대 부부간의 몸무게를 비교한다고 할 때 한 모집단으로

부터 표본크기 n의 가정을 확률표본으로 추출하여 부부간의

몸무게를 직접 대응시키면 두 표본은 서로 관련이 있기 때문에

종속표본 또는 대응표본이라고 한다.

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표본의 독립성과 종속성

독립표본

모 평 균독 립 표 본

과 : 기지 *

과 : 미지

가 정

두 표본은 무작위로, 독립적으로 추출한다.

두 모집단은 정규분포를따른다.

두 모분산은 알려져 있다.

목 적

두 모평균의 차이μ₁- μ₂에 대한 신뢰구간추정과 가설검정 실시

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독립표본

표본의 독립성과 종속성

모 평 균독 립 표 본

과 : 기지 Z 검정통계량 사용

미지의 σ 를 추정하기위하여 s사용

t 검정통계량 사용

과 : 미지

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두 표본평균 차이의 표본분포

두 모집단의 평균= 모집단 1의 평균

= 모집단 2의 평균

두 모평균의 차이 = ( )

모집단 1과 2에서 확률표본을 추출= 모집단 1에서 추출한 크기 n1의 확률표본의 평균

= 모집단 2에서 추출한 크기 n2의 확률표본의 평균

두 모평균의 차이( )에 대한 점추정량 :

( )

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두 표본평균 차이의 표본분포

독립표본

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두 표본평균의 차이 ( )의 표본분포

두 표본평균 차이의 표본분포

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두 표본평균 차이의 표본분포

두 표본평균의 차이 ( )의 표본분포

평균 : E( ) =

표준편차(표준오차) :

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두 표본검정

두 모집단

평균독립표본

평균종속표본

비 율 분 산

Z분포대표본

t분포소표본

t분포 Z분포 F분포

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두 모평균 차이에 대한 추정

σ1과 σ2는 알고 있다.

n1≥30, n2≥30으로 두 모집단은정규분포를 따른다.

두 표본평균의 차이( )의표준오차

확률변수 Z는 표준정규분포를 따른다.

두 모 평 균(독 립 표 본)

σ₁과 σ₂: 기지

σ₁과 σ₂: 미지

*

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두 모평균 차이에 대한 추정

두 모 평 균(독 립 표 본)

σ₁과 σ₂: 기지

σ₁과 σ₂: 미지

*

두 모평균의 차이 ( )의

100(1- )% 신뢰구간

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두 모평균 차이에 대한 검정

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두 모평균 차이에 대한 추정과 검정

예 10-1

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두 모평균 차이의 추정과 검정

가정

두 표본은 무작위로 독립적으로

추출한다.

두 모집단은 정규분포를 따른다.

두 모분산은 모르지만 서로 같다.

두 모 평 균(독 립 표 본)

과 : 기지

과 : 미지

= *

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두 모평균 차이의 추정

두 모 평 균(독 립 표 본)

과 : 기지

과 : 미지

= *

신뢰구간 설정

두 의 통합분산 사용

자유도 의 t분포

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과 : 미지

과 : 기지

두 모평균 차이의 추정

두 모 평 균(독 립 표 본)

= *

신뢰구간 설정

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두 모평균 차이의 검정

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두 모평균 차이의 추정과 검정

예 10-3

두 회사의 평균마모시간에는 현저한 차이가있다.

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두 모평균 차이에 대한 추정과 검정

대응표본 : 관련된 두 모집단의 평균차이에

대한 추정과 검정 쌍을 이룬 대응표본을 추출한다.

반복적인 측정(전ㆍ후)을 한다.

짝을 이룬 두 표본차이를 이용한다.

가정 : 두 모집단은 정규분포를 따른다.

두 표본차이의 표본을 무작위로 추출한다.

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두 모평균 차이에 대한 추정과 검정

대응표본 짝을 이룬 n개의 표본들의 차이 의 표본평균과 표준편차

평균차이의 평균과 표준오차

두 모평균의 차이를 위한 검정통계량은 자유도 (n-1)의

t분포를 따른다.

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두 모평균 차이에 대한 추정

대응표본 두 모평균의 차이 에 대한 신뢰구간

여기서

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두 모평균의 차이에 대한 검정

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두 모평균의 차이에 대한 추정과 검정

대응표본 : 예 10-4

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두 모비율의 차이에 대한 추정과 검정

목적 독립된 두 모비율의 차이에 대한 신뢰구간 설정과

가설검정의 실시

가정 두 모집단에서 독립적으로, 무작위로 표본을 추출한다.

정규분포를 사용하기 위하여 다음 조건이 성립해야 한다.

두 모비율의 차이의 점추정치

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두 모비율의 차이에 대한 추정

두 표본비율의 차이 의 표본분포

확률변수 Z는 표준정규분포를 따른다.

두 모비율의 차이 에 대한 신뢰구간

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두 모비율의 차이에 대한 추정

귀무가설이 인 경우 통합표본비율

두 표본비율의 차이 의 표본분포

확률변수 Z는 표준정규분포를 따른다.

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두 모비율의 차이에 대한 검정

귀무가설이 인 경우

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두 모비율의 차이에 대한 추정과 검정

예 10-5

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두 모분산에 대한 검정

F분포 표본분산의 비율 들의 표본분포는 분자의 자유도

과 분모의 자유도 인 F분포를 따른다.

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두 모분산에 대한 검정

F분포의 특징 F분포군이 있다. F분포의 모양은 자유도 과 에

따라서 결정된다.

연속함수이다. F값은 0부터 +∞까지의 무한한 값을 갖는다.

F값은 언제나 양수의 값을 갖는다.

오른쪽 꼬리분포이다. 자유도들이 증가할수록 F분포는

Z분포에 근접한다.

비대칭이다. x의 값이 증가할 때 F곡선은 x축에 접근하지만

절대로 닿지는 않는다.

F분포는 두 모분산을 비교할 때, 분산분석과 회귀분석을 위해

사용된다.

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두 모분산에 대한 검정

F값 구하기

예:

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두 모분산에 대한 검정

두 모분산 비율의 검정

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두 모분산에 대한 검정

구하기 는 F분포표에서 구한다 .

예:

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두 모분산에 대한 검정

두 모분산 비율에 대한 검정 : 예 10-8

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