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【初心者必見!】検出力がわかる(母分散の検定)

検定と推定

「母分散の検定における、検出力がわからない」などと困っていませんか?

こういう疑問に答えます。

本記事のテーマ

【初心者必見!】検出力がわかる(母分散の検定)

おさえておきたいポイント

  • ①検出力とは
  • ➁母分散の検出における検出力がわかる
検出力は自力で導出できる!
計量抜取検査のベースにもつながる!
何度も見て、解けるようになりましょう!

①検出力とは

関連記事で解説していますので、ご確認ください。

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➁母分散の検定における検出力がわかる

では検出力を導出しましょう。

検出力の関係式を導出

母分散の検定における検出力
はイメージしにくいんですよね。。。

真の母分散\(σ^2\)と帰無仮説における母分散\(σ_0^2\)の比を使って
検出力とサンプル数を決定します。

同じ自由度\(n-1\)において、比較する2つの比を用意します。
式についての基礎は関連記事で確認ください。

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●\(\frac{S}{σ_0^2}\)=\(χ^2(n-1,Φ_0)\)
●\(\frac{S}{σ^2}\)=\(χ^2(n-1,Φ)\)

ここで、\(S\)は平方和、\(Φ_0とΦ\)に有意水準\(α\)や検出力\(1-β\)が入りますが、下表のような関係で代入します。でもここが難しいですけど。

片側検定 両側検定
\(σ\) > \(σ_0\) \(Φ_0\) \(α\) \(α\)/2
\(Φ\) 1-\(β\) 1-\(β\)
\(σ\) < \(σ_0\) \(Φ_0\) 1-\(α\) 1-\(α\)/2
\(Φ\) \(β\) \(β\)

関係式
●\(\frac{S}{σ_0^2}\)=\(χ^2(n-1,Φ_0)\)
●\(\frac{S}{σ^2}\)=\(χ^2(n-1,Φ)\)
から
●「\(S\)= 」の式に変形します。

\(S\)=\( σ_0^2 χ^2(n-1,Φ_0)\)= \(σ^2 χ^2(n-1,Φ)\)

ここで、\(λ^2\)=\(\frac{σ^2}{σ_0^2}\)とおくと、
\(λ^2\)=\(\frac{σ^2}{σ_0^2}\)=\(\frac{χ^2(n-1,Φ_0)}{χ^2(n-1,Φ)}\)
という関係式ができます。

\(λ^2\)=\(\frac{σ^2}{σ_0^2}\)=\(\frac{χ^2(n-1,Φ_0)}{χ^2(n-1,Φ)}\)
から、\(σ、n\)が既知なら、\(Φ\)の比較により検出力が計算できて
\(σ、Φ\)が既知なら、サンプル数\(n\)が計算できます。

検出力の関係式を図示

\(λ^2\)=\(\frac{σ^2}{σ_0^2}\)=\(\frac{χ^2(n-1,Φ_0)}{χ^2(n-1,Φ)}\)
の式がイメージしにくいので
図示しましょう。
母分散の検定の検出力

上図で、わかりやすい図を作ったのですが、
母分散の検定における検出力はイメージしにくいですね。

以上、よく使う母分散の検定における検出力を導出しました。ちゃんと導出できるので、公式暗記に頼らず自力で導出できるようにしましょう。

まとめ

「【初心者必見!】検出力がわかる(母分散の検定)」を解説しました。

  • ①検出力とは
  • ➁母分散の検出における検出力がわかる


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