[問題] 請問母體分配未知、大樣本的Z檢定
大家好,最近自學統計,有個問題實在太困惑
問了身邊的人都沒能完全解答,上來請教各位
我手邊的統計教科書寫說,在:
1.母體分配未知、或非服從常態分配
且2.簡單隨機抽樣,樣本規模大
且3.母體變異數未知
的時候,可以直接用樣本變異數取代母體變異數,去對母體平均數作Z檢定
課本裡寫的理由是,因為用樣本變異數去代入標準誤,
所得到的「( x bar - mu ) / ( s / sqrt (n) )」這個東西,服從自由度n-1的T分配
而因為此時n很大,這個T分配趨近於Z,為了查表方便,可以用Z alpha來代替T alpha
但是,我的疑惑是,據我所知,
上面引號那個東西服從T分配的前提,是母體分配服從常態分配
那麼在母體分配未知的情形,應該不能直接說上面那個東西服從T分配
而雖然中央極限定理確實指出,樣本規模大的此時,樣本平均數的抽樣分配服從常態
但中央極限定理所給出的樣本平均數的變異數
是1/n的母體變異數,而非1/n的樣本變異數
雖然樣本變異數是母體變異數的不偏估計式
但一次大規模抽樣得到的樣本變異數,畢竟不等於樣本變異數的期望值
不能只因為n很大,就直接在這裡以樣本變異數取代母體變異數吧?
若是可以直接在推導時使用大數法則
那麼「( x bar - mu ) / ( sigma / sqrt(n) )」這個式子的分子豈不也可化約成0
這麼一來,底下的sigma不管換成什麼數字,甚至代常數進去,反正出來都是0
還是說會變成,比如我現在要算mu的信賴區間
我還必須考慮樣本變異數的抽樣分配,去看樣本變異數等於母體變異數的機率
所以用樣本變異數代進去算mu的信賴區間,上下界各自又要用信賴區間來表達
總結一下,其實情感上我可以理解
因為中央極限定理,母體分配未知的大樣本可以用Z檢定
但我不能理解的是,此時可以放水用樣本變異數代入標準誤的數學上的理由
煩請版友們協助解惑> <,願以P幣回報,感恩,新年快樂
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※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 118.165.227.196 (臺灣)
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大感謝!綜合兩位的指點,我的理解是這樣:
假設A1,A2,...An是 ( x bar - mu ) / ( sigma / sqrt(n) ) 隨n增加的序列
而B1,B2,...Bn是 sigma / s 隨n增加的序列
因為中央極限定理,所以An分配收斂到Z
又因為樣本標準差是母體標準差的一致性統計量,所以Bn機率收斂到1
所以根據Slutzky定理
An * Bn = ( x bar - mu ) / ( s / sqrt(n) ) 分配收斂到 Z * 1 = Z
應該是這樣吧,能解決疑惑真是太好了
※ 編輯: nyannyannyan (118.165.227.196 臺灣), 01/01/2020 20:03:49
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