Statistics 简明教程

Statistics - Type I & II Errors

I 型错误和 II 型错误表示统计假设检验的错误结果。I 型错误表示错误地拒绝了一个有效的零假设,而 II 型错误则表示错误地保留了一个无效的零假设。

Null Hypothesis

零假设是指用证据否定了相反说法的陈述。考虑以下示例:

Example 1

  1. Hypothesis - 添加到牙膏中的水可以保护牙齿免受蛀牙。

  2. Null Hypothesis - 添加到牙膏中的水对蛀牙没有影响。

Example 2

  1. Hypothesis - 添加到牙膏中的氟化物可以保护牙齿免受蛀牙。

  2. Null Hypothesis - 添加到牙膏中的氟化物对蛀牙没有影响。

此处将根据实验数据检验零假设,以否定氟化物和水对牙齿蛀牙的影响。

Type I Error

考虑示例 1。其中零假设为真,即添加到牙膏中的水对蛀牙没有影响。但是,如果我们使用实验数据检测到添加的水对蛀牙有影响,那么我们就否定了真正的零假设。这是一个 I 型错误。它也称为假阳性条件(一种表明存在给定条件但实际上并不存在的状况)。I 型错误率或 I 型显着性水平表示在零假设为真时拒绝零假设的概率。

I 型错误记为 $ \alpha $,也称为 alpha 水平。一般来说,I 型错误显著性水平为 0.05 或 5% 是可以接受的,这意味着错误拒绝零假设的概率为 5% 是可以接受的。

Type II Error

考虑示例 2。在此,零假设为假,即添加到牙膏中的氟化物对龋齿有效。但是,如果使用实验数据,我们没有检测到添加到龋齿中的氟化物的效果,那么我们正在接受一个错误的零假设。这是一个 II 型错误。它也称为假阳性条件(表明给定条件不存在但实际上存在的情况)。

II 型错误记为 $ \beta $,也称为 beta 水平。

统计检验的目标是确定是否可以拒绝零假设。统计检验可以拒绝或无法拒绝零假设。下表说明了以 I 型或 II 型错误为条件的零假设的真或假与检验结果之间的关系。

Judgment

零假设 ($ H_0 $) 为

Error Type

Inference

Reject

Valid

I 型错误(假阳性)

Incorrect

Reject

Invalid

True Positive

Correct

Unable to Reject

Valid

True Negative

Correct

Unable to Reject

Invalid

Type II error(False Negative)

Incorrect