虛無假設 (Null Hypothesis, H0)

假設「沒有差異 / 沒有效果 / 沒有關係」
統計檢定的出發點,我們試圖用資料來推翻它

參考:Wikipedia - Null Hypothesis


常見形式

通常是「等於」或「不變」:

形式 意義
H0:μ=100 平均數等於 100
H0:p=0.5 比例沒有改變
H0:μ1=μ2 兩組沒有差異
H0:ρ=0 兩變數無相關

H₀ vs Hₐ(對立假設)

H₀:新藥沒有效果(與舊藥一樣)
Hₐ:新藥有效果(有差異)

統計檢定邏輯

  1. 先假設 H₀ 為真
  2. 用資料計算 test statistic
  3. 計算 p-value:在 H₀ 為真的情況下,觀測到這筆資料(或更極端情況)的機率
  4. 若 p-value < α → 拒絕 H₀
p-value 很小 → 資料「不太可能」在 H₀ 下出現 → H₀ 可能是錯的
p-value 很大 → 無法推翻 H₀(不等於 H₀ 是對的)

參考:StatQuest - p-value (YouTube)


顯著水準(Significance Level, α)

拒絕 H₀ 的門檻,通常設為 0.05

p-value < 0.05 → 結果「顯著」→ 拒絕 H₀
p-value ≥ 0.05 → 結果「不顯著」→ 無法拒絕 H₀

α 的選擇影響犯錯的容忍度,越嚴格(α 越小)越難拒絕 H₀


兩種錯誤

決策 \ 真實 H₀ 為真 H₀ 為假
拒絕 H₀ Type I Error(α) 正確(Power)
不拒絕 H₀ 正確 Type II Error(β)

參考:Statistics By Jim - Type I and Type II Errors


常見統計檢定

檢定 用途 H₀
t-test 比較平均數 μ1=μ2
chi-square test 類別資料獨立性 兩變數獨立
ANOVA 多組平均數比較 所有組平均相等
z-test 大樣本比例/均值 p=p0
F-test 比較變異數 σ12=σ22

參考:Scribbr - Statistical Tests


總結

提出研究問題
      ↓
設定 H₀(保守假設)和 Hₐ
      ↓
收集資料 → 計算 test statistic
      ↓
計算 p-value
      ↓
p < α → 拒絕 H₀(支持 Hₐ)
p ≥ α → 無法拒絕 H₀(證據不足)

「無法拒絕 H₀」≠「H₀ 是對的」,只是資料不夠有力去推翻它

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