对于置信区间的理解

对于置信区间的理解

如何通俗地解释「置信区间」和「置信水平」?

例子:比如经过测量,马云的智商是100,测量误差是±5,所以马云的智商就是[100-5,100+5]这么一个范围。如果测量的结果有n次,n接近于无限次,其中有百分之95%的结果落在这个范围内,就说明这个范围(置信区间)的误差(置信水平)是95%。

那么怎么计算置信水平呢?
a = 样本平均值 - z标准误差
b = 样本平均值 + z
标准误差

复述一下文章的例子:
小明要研究新药对神经的平均反应时间,他找了100只老鼠做实验,得出结果是1.05秒,样本标准差是0.5。但是老板找小帅做实验,发现结果是1秒,原因在于一开始给老板的数据信息是不准确的,没有给出误差范围。为了计算误差范围,需要先算出标准误差SE。

标准误差SE
标准误差SE等于样本标准差除以n的开方,也就是0.5(样本标准差)/ 100^0.5 = 0.05

确定置信水平
一般情况下大家会选择95%,但是为什么呢?因为其满足99.7-95-68 rule。
95%样本均值落在2个标准误差范围内。区间既不可以太大也不可以太小(99.7%意味着范围变得很大,稀释结论,68%意味着误差可能会很大),我们必须做出选择,95%是一个人为定义的范围。

那么如何求出置信区间的[a,b]的上限a和下限b的值?
也就是计算出a离平均值有多少个标准误差
95%的置信水平,有2个标准误差,那么a = 总体平均值 - 2个标准误差
P(Z 我们需要查 Z表格,也就是标准正态分布表
在这里插入图片描述
也就是-1.9 - 0.06(1.96是0.975,因此-1.96就是0.025)
因此Z = -1.96

a=总体平均值-1.96*标准误差

b=总体平均值+1.96*标准误差

结论:
置信水平95%
置信区[-0.952,1.148]


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