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Kritischer Bereich;
Fehlerwahrscheinlichkeiten
Sei die Familie der insgesamt in Betracht gezogenen (d.h.
potentiell möglichen) Verteilungsfunktionen der
Stichprobenvariablen ;
.
Dabei ist die folgende Sprechweise üblich:
- Die Hypothese
heißt Nullhypothese,
während
Alternativhypothese genannt
wird.
- Die Nullhypothese bzw. die Alternativhypothese heißen
einfach, falls die Teilmenge bzw. nur
aus einem Element besteht. Ansonsten sagt man, daß bzw.
zusammengesetzte Hypothesen sind.
Um zwischen der Nullhypothese und der Alternativhypothese
abwägen zu können, wird ein Test, d.h. eine Entscheidungsregel nach dem folgenden Prinzip konstruiert:
- Der Stichprobenraum
wird in zwei Borel-Mengen und
zerlegt.
- Dabei heißt
der kritische Bereich (d.h. der
Ablehnungsbereich der Nullhypothese ).
- Die Nullhypothese wird verworfen (d.h. abgelehnt), falls
.
- Ansonsten, d.h. falls
, wird
nicht verworfen.
Mit anderen Worten:
Dies führt zu der folgenden
- Definition 5.27
- Sei
eine beliebige
(vorgegebene) Zahl. Man sagt, daß die in (70)
eingeführte Stichprobenfunktion
ein Test
zum Niveau ist, falls
|
(71) |
für jedes
. Falls außerdem noch
|
(72) |
für jedes
, dann heißt
ein
unverfälschter Test zum Niveau .
- Beachte
-
- Für jedes
heißt
die Wahrscheinlichkeit für Fehler erster Art, und
- für jedes
heißt
die Wahrscheinlichkeit für Fehler zweiter Art.
- Von besonderem Interesse sind Tests, deren Wahrscheinlichkeiten
für Fehler erster Art eine vorgegebene
,,Irrtumswahrscheinlichkeit'' nicht überschreiten und für
die gleichzeitig die Wahrscheinlichkeiten für Fehler zweiter Art
möglichst klein sind.
Falls die Familie der insgesamt in Betracht gezogenen
Verteilungsfunktionen der Stichprobenvariablen eine
parametrische Familie
von
Verteilungsfunktionen ist, dann zerlegen wir auf die
folgende Weise in zwei Teilmengen und :
- Betrachten eine Zerlegung
des Parameterraumes in zwei disjunkte Teilmengen
, so daß
bzw.
- wobei die Hypothesen und dann wie folgt formuliert
werden:
bzw.
- Beispiel
- Sei N
die Familie der (eindimensionalen) Normalverteilungen mit einer
vorgegebenen (bekannten) Varianz . Dann ist
-
eine einfache Hypothese,
- während
eine zusammengesetzte Hypothese ist.
Für parametrische Verteilungsfamilien können die Begriffe, die in
Definition 5.27 eingeführt wurden, wie folgt spezifiziert bzw.
durch weitere Begriffe ergänzt werden.
- Definition 5.28
-
- Beachte
-
- Bei der praktischen Konstruktion des kritischen Bereichs eines
Parametertest zum Niveau kann oft wie folgt vorgegangen
werden:
- Bestimme eine Stichprobenfunktion
(genannt Testgröße), so daß
- die Zufallsvariable
für jedes
die gleiche (bekannte) Verteilung hat, und
- bestimme einen Schwellenwert , so daß
für jedes
gilt.
- Dann ist mit
der
kritische Bereich eines Parametertests zum Niveau
gegeben.
- Um einen Test zum Niveau mit einer möglichst großen Macht
zu erhalten, ist es jedoch manchmal zweckmäßiger,
In den folgenden Abschnitten wird dieses Konstruktionsprinzip
anhand einer Reihe von Beispielen näher diskutiert.
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Roland Maier
2001-08-20