俺的学习笔记

Thursday, November 22, 2018

Type I error and Type II error

关于hypothesis test,有Type I error和Type II error,这个教材里面也有解释:
教材认为,alpha, beta, deltasigma四个指标是在做hypothesis test时,决定样本大小时需要考虑的指标。
alpha (normally use 5%; statistical synonym is "Type I" error)
beta (normally use 10-20%; statistical synonym is "Type II" error)
delta (to be determined case by case)
sigma (to be determined case by case)
那么这个alphabetadeltasigma到底是什么东西有什么含义呢,教材里面是语焉不详。
关于alphabeta还是有解释,是这样的。
也就是当元假设(null)实际是正确的,而我们拒绝了它的概率就是alpha,也叫type I error。这个值就是我们设置的p-value,也叫显著性水平(Significance Level)。就是说alpha是显著性水平(Significance Level)
反之,当元假设实际是错误的,而我们却接受了它的概率就是beta,也叫type II error。就是说beta是type II error的水平。换句话说就是,1-β是这个检验的能力(power)
教材里关于deltasigma的解释,看不懂。
delta:The difference that you want to be able to detect in your hypothesis test (i.e. accuracy).
sigma:The estimated standard deviation of the population of the data from which you are sampling (i.e, precision)
关于alphabeta教材还举了两个例子:
例1)如果嫌疑人真的无辜,而法庭判其有罪,alpha, Type I error。反之嫌疑人真的有罪,而法庭判其无罪,beta, Type II error。
例2)如果病人实际没有癌症,我们诊断其有癌症,alpha, Type I error。反之病人真有癌症,我们诊断其没有癌症,beta, Type II error。
当然了,上面这个图还有一个Power (右下角),这个是这个hypothesis test做出正确判断的概率或这说水平,这个叫做这个hypothesis test的Power。
但是,俺发现有一个网页解释的非常清楚。
首先,关于有意水準(Significance Level) alpha,他是这样解释的:
(双向)
(单向)
(Type I和Type II error和检验的Power)
上面这几个图一看就非常清楚了。
alphabetadeltasigma的含义是:
alpha = significance level
beta = Type II error (其实关注的是power,亦即1-β)
delta = true difference
sigma = true SD or true variation
sample size取决于δ, σ, α, 1-β (或者说1-β取决于sample size)。
至于详细的原理和决定方法,就不必去细究了,教材里面没有。毕竟不是研究统计学,而是统计学的思维方式在过程改进中的应用。如需要可参照这里的section 5 Sample size for precision and power, multiple hypothesis testing

很好的统计学参考资料,https://oku.edu.mie-u.ac.jp/~okumura/stat/

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