高考中的卡方檢驗

19年高考已經落下帷幕,近期全國錄取線也已經公布,估計各位靴子們陸陸續續也會收到高校寄來的錄取通知書,金榜題名,豈不快哉。

2019年高考文科數學·全國Ⅰ卷有一道題,其實特別符合實際工作中使用,就是我們題目中見到的卡方檢驗,題目如下:

這道題考查的是【卡方獨立性檢驗】,其實高中那會還記得這個些,但是工作以后又忘了,不過卡方檢驗在實際生活中還是有一席應用之地的

檢驗兩個分類變量之間關聯性

正確答案是這樣的


答案

這個題的第一問不用考慮,關鍵是第二問,它考查卡方檢驗的原理,需要計算卡方值,不過試題中給出了卡方值計算的公式,將這些數值直接帶入公式進行計算即可得到卡方值=4.762。

獲得卡方值對比發現卡方值大于3.841,

結論:有95%的把握認為男、女顧客對該商場的服務評價有顯著差異。

這道題其實是簡化了卡方檢驗的流程和步驟,我在一個公眾號上看到了比較詳細的解答方案,附在了后面,

強調:轉載《自這道高考文科數學題你會做嗎?》原創:?ccccfys公眾號:spss統計分析,如有侵權,請聯系刪除,感謝

卡方檢驗的標準步驟

對于這個試題的第二問,這里使用假設檢驗標準步驟來進行解答:

第一步:提出一對假設?

H0:男、女顧客對該商場的服務評價沒有差異

H1:男、女顧客對該商場的服務評價有顯著差異

第二步:計算卡方統計量

得到:卡方值=4.762 。卡方值的計算可以如試題中給出的公式一樣進行計算,還有另外一種計算方法,公式和計算過程如下:

第二種算法更加容易理解,實際頻數就是樣本數據的情況,期望頻數是指:假設H0成立時,即假設男女之間滿意的概率相同時計算出來的頻數,本案例中,總共有100人,有70人滿意,30人不滿意,因此期望頻數:男性 滿意 = 50×0.7 = 35,50是男性總人數,0.7是總體滿意的比例,其它的計算類似。最后得到的卡方值也是等于4.762。

如果上面表格中的O和E都是相等的,那么最終得到的卡方值就等于0,O和E都相等,那說明期望的和實際一樣,也就是說如果卡方值等于0,男女之間滿意的概率就是完全相同的。如果卡方值不等于0,卡方值越大,就說明男女之間滿意的概率就相差越大,當卡方值超過一定的臨界值后,就認為男女之間滿意的概率存在顯著差異。

第三步:將計算得到卡方值與置信度為95%的卡方臨界值3.841進行比較

如果卡方值>3.841,就要拒絕H0,接受H1;否則就要接受H0.在這個題目中,因為K=4.762>3.841,因此要拒絕H0,接受H1,結論為:有95%的把握認為男、女顧客對該商場的服務評價有顯著差異。

點評:高考試題給出的答案,沒有交代這樣的步驟,顯得有些突兀。這樣的三個步驟就清楚多了,但是這其中還涉及到卡方分布、卡方值計算公式,步驟里面也沒有凸顯出來,也就是說,還需要掌握卡方分布,才能真正理解這道題。我對高中教材已經很陌生了,不知道這道題是不是超綱了,知道的朋友可以留言。

使用SPSS快速得到卡方檢驗的結果

對于咋們這些經歷過高考,甚至已經大學或者研究生畢業的人而言,就沒必要再這樣用公式,用筆算的形式去解題了,我們可以直接使用統計軟件來解這道題。首先我們將數據錄入到SPSS中:

然后使用人數變量對數據進行加權,操作是【數據】→【個案加權】,將【人數】選入【頻率變量】,點擊確定。

然后進行交叉分析,并輸出卡方檢驗結果,操作是【分析】→【描述統計】→【交叉表】,然后按下圖所示選擇變量,并勾選【統計】里面的【卡方】,完成后點擊確定。

下面是SPSS的輸出結果:先給出了交叉表,然后給出了卡方檢驗的結果,計算得到的卡方值也是4.762,在SPSS中,要根據后面的【漸進顯著性】取值來下結論,這個值如果小于0.05,就認為男、女顧客對該商場的服務評價有顯著差異,此處這個值是0.029小于0.05,因此可以認為男、女顧客對該商場的服務評價有顯著差異。

點評:此處給出的是假設檢驗的第二種下結論的方法,即【用P值做決策】,高考給出的參考答案是【用統計量臨界值做決策】的結果。當然兩種方法結論應該完全是一致的。

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