Leçon6 : Tests statistiques

Application

Test de comparaison d'une moyenne observée et d'une moyenne théorique

Problème 

Dans une population, soit m la moyenne des valeurs d'un caractère quantitatif. On veut savoir si m est différente d'une valeur fixée m0, (ou n'est pas plus petite, ou n'est pas plus grande), que cette valeur m0.

Si on ne peut pas mesurer le caractère sur tous les individus de la population, on extrait de celle - ci un échantillon de taille n qui fournit une estimation de m.

Comment, à l'aide de cette estimation, répondre à la question précédente?

Le même problème se pose pour savoir si un échantillon est bien issu d'une population dans laquelle la moyenne m est égale à m0.

Cas où X suit une loi N(m, ) et est connu

Sous l'hypothèse m = m0, peut être considérée comme la réalisation d'une variable aléatoire variable de décision On sait par ailleurs que, n étant la taille de l'échantillon :

suit une loi N( 0, 1) si est connu

suit une loi de Student T(n-1) si est inconnu

Soit un réel α compris entre 0 et 1, qui sera le risque de 1ère espèce

Règle de décision

Valeurs critiques

NB - Si est inconnu et n > 30, les valeurs critiques sont :

Siest inconnu et n 30, les valeurs critiques sont:

t1-α /2(n-1) est donné par la table de Student

Règle de décision -

Valeurs critiques

NB -

  1. Si est inconnu et n > 30, les valeurs critiques sont :

  2. Si est inconnu et n 30, les valeurs critiques sont:

t1-α /2(n-1) est donné par la table de Student.

Remarque

Les règles de décisions ci – dessus peuvent s'exprimer sous les formes suivantes :

Test de comparaison d'une proportion observée et d'une proportion théorique

Ce test s'applique lorsque le caractère est qualitatif et/ou on s'intéresse à une proportion, la taille de l'échantillon est supérieure à 30(2).

X suit une loi B(1, p)

(I)

Sous l'hypothèse p = p0 , peut être considérée comme la réalisation d'une variable

aléatoire , variable de décision. On sait par ailleurs que, n étant la taille de l'échantillon :

suit une loi N( 0, 1) si n>30

α étant le risque de 1ère espèce, on a :

Règle de décision

Valeurs critiques

(II)

Règle de décision

Valeurs critiques

(III)

Règle de décision

Valeurs critiques

Remarque

(I)

(II)

(III)

Exemple

Mêmes données, même seuil de signification. α = 5%, tester :

Solution La région critique est donnée par avec

Décision: est comprise dans la région d'acceptation de H0; on prend m= 10.

Autre règle de décision :

Exemple

Soit X une v. a. qui suit une loi N(m, 2). Un échantillon de taille n =25 a donné

Tester au seuil de signification α = 5% :

Solution : La région critique est donnée par

Décision : la valeur on accepte que m = 10, au seuil de signification de 5%.

Autre règle de décision :

Exemple

- On prélève un échantillon de 25 copies d'examen; et on trouve une note moyenne d'échantillon de 12,3. Tester au niveau de confiance de 95 % :

On suppose que les notes sont normalement distribuées.

Solution

précisons tout d'abord la valeur de S:

La région critique est donnée par :

Décision : la valeur on accepte que m = 12, au seuil de signification de 5%.

Même exercice : n= 25 ; , tester :

Solution

La région critique est donnée par :

Décision ,on accepte m= 12; au seuil de signification de 5%.

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