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Aufgabe:

Ein Erfinder meint einen Test entwickelt zu haben, der zuverlässig auf eine Krankheit testen kann. Dazu wird ein rechtsseitiger Test mit einer Nullhypothese p=0.5, und einem Signifikanzniveau von 5% durchgeführt. Wie lautet die Nullhypothese und der Ablehnungsbereich ?



Problem/Ansatz:

Ich hätte vermutet die Nullhypothese lautet H0: p=0,5 und H1: p>0,5 und gehe von einer Binomialverteilung mit p=0,5 aus.

Anschließend teste ich mit  P(X=0) + P (X =1) , ... , durch , bis zu wievielen Fehlern der Test eine Fehlerquote kleiner gleich 5% aufweist, ist das korrekt?

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Bzw. schaue in der Tabelle für kumulierte Verteilungen nach, wo ich meinen Ablehnungs/annahmebereich setze

2 Antworten

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Beste Antwort

Naja. Ein typisches Beispiel wäre du bist Sicherheitsbeauftragter in einem Spielcasino und du bist unter anderem für die Ordnungsmäßigkeit der Spielwürfel zuständig. Wie du natürlich weißt fällt die 6 bei einem fairen Spielwürfel mit der Wahrscheinlichkeit p = 1/6. Allerdings wurde an einem Tisch und einem Würfel an einem Abend beobachtet das außergewöhnlich viele Sechsen gefallen waren. Du sollst jetzt ein Testverfahren entwickeln um zu überprüfen ob es sich um einen fairen Würfel handelt oder ob dieser eingesetzte Würfel eventuell Manipuliert ist und die 6 öfter als normal fällt.

Eigentlich gibt es für uns nur 2 Hypothesen. Der Würfel ist fair oder er ist manipuliert und zeigt die 6 zu oft an.

Da die beiden Hypothesen aber eigentlich den ganzen Bereich der Wahrscheinlichkeiten abdecken muss, werden die Hypothesen meist wie folgt aufgestellt.

H0: p ≤ 1/6
H1: p > 1/6

Es gibt aber auch Bücher die stellen die beiden Hypothesen wie folgt auf

H0: p = 1/6
H1: p > 1/6

bei letzterem wird zwar nicht der ganze Wahrscheinlichkeitsbereich abgedeckt. Das ist aber auch nicht immer der Fall. Wenn man z.B. an einen Alternativtest denkt dann können die Hypothesen auch aus zwei festen Wahrscheinlichkeiten bestehen.

Wenn du also z.B. aus anderen Spielcasinos gehört hast das manipulierte Würfel in den Umlauf gebracht worden sind, bei denen die Wahrscheinlichkeit für eine 6 leicht erhöht bei p = 1/5 liegt.

Dann kann man die Hypothesen auch wie folgt aufstellen

H0: p = 1/6
H1: p = 1/5

Analog hierzu wenn du die erhöhte Wahrscheinlichkeit nicht kennst dann schreibst du halt nur H1: p > 1/6

Wie gesagt ich habe beide Versionen schon in Schulbüchern gesehen. Allerdings weiß ich auch das Schulbücher das manchmal nicht ganz so genau nehmen.

Ich persönlich finde es eigentlich ok wenn man in der Nullhypothese sagt p = 1/6, denn man geht ja im Test selbst wenn jetzt die 6 außergewöhnlich selten fällt nicht davon aus das die Wahrscheinlichkeit kleiner als 1/6 ist. Wenn also die 6 zu selten fällt dann muss es wohl ein sehr seltenes Ereignis sein was natürlich auch mal eintreten könnte.

Wichtig ist aber das du zur Bestimmung des Ablehnungsbereiches immer noch den Stichprobenumfang bzw. die Anzahl der Tests kennen musst. Dann könnte man sich entweder über die Binomialverteilung herantasten

Anschließend teste ich mit  P(X=0) + P (X =1) , ... , durch , bis zu wievielen Fehlern der Test eine Fehlerquote kleiner gleich 5% aufweist, ist das korrekt?

So allerdings eher bei einem linksseitigen Test. Bei einem rechtsseitigen Test fängt man auch rechts an zu summieren.

Also P(X = n) + P(X = n - 1) + ...

Man kann allerdings auch von links summieren. Dann aber nicht bis 5% sondern bis 95%.

Günstiger ist es aber zumindest am Anfang die Grenze mittels der Normalverteilung grob abzuschätzen. Das geht meist schon selbst wenn die Regel von Moivre-Laplace nicht erfüllt ist. Kontrollieren kann man dann die Grenze im Anschluss immer noch mittels der Binomialverteilung.

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Der Aufgabentext ist Unfug.

Für die Nullhypothese "p=0,5" muss der Test zweiseitig sein.


Für einen rechtsseitigen Test müsste die Nullhypothese "p≥0,5" lauten.

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Ist kein Abschreibfehler.

Ich habe  jetzt so gedacht:


Also ist die Nullhypothese:

H0: Der Test des Erfinders ist zufällig.

H1: Der Test zeigt signifikant viele Treffer (oder Untreffer) an und deshalb funktioniert er.

Ist kein Abschreibfehler.

Dann hat der Aufgabensteller Unfug fabriziert.

Also ist die Nullhypothese:

H0: Der Test des Erfinders ist zufällig.

H1: Der Test zeigt signifikant viele Treffer an und deshalb funktioniert er.

Du umschreibst hier etwas mit Worten, um ja nicht konkret werden zu müssen. Die Nullhypothese muss eine Aussage der Form p=..., p>...,  p≥..., p<... oder p≤... sein.

H0 : p=0,5

H1: p>0,5

Der Test wird beidseitig geprüft, aber der Linksseitige Test würde uns nur sagen, dass er quasi zuverlässig falsch aufzeigt.  

H0 : p=0,5

H1: p>0,5

NEIN. Wenn H0 "p=0,5" sein sollte, dann ist H1

"p<0,5 ODER p>0,5".

Ja ist es auch, aber der Wert p<0,5 interessiert nicht, im Sinne der Aufgabe.

Dann ist also die Nullhypothese nicht p=0,5, sondern p≤0,5.

Also, ich verstehe, was du meinst und das ist nicht falsch. Aber :

Wir nehmen als Null-Hyptothese, dass der Test einfach nur drauf losrät :

Er sollte also in 50% der Fälle richtig liegen. Trifft er deutlich darüber (rechtsseitig), dann scheint die Null Hypothese falsch zu sein. Trifft er deutlich darunter, scheint er zwar nicht zu raten, man kann die Nullhypothese verwerfen, aber er scheint nicht im Sinne des Erfinders zu funktionieren: Erkrankte könnten also bei einem negativen Test davon ausgehen, dass er eigentlich positiv sein sollte. Deswegen ja, du hast vollkommen recht : p<0,5 würde die Nullhypothese verwerfen, würde aber auch die These des Erfinders widerlegen, dass er einen funktionierenden Test gemacht hat.

Wenn ein Magier mit fast absoluter Wahrscheinlichkeit eine von mir ausgewählte Karte nicht wiederfindet, ist er zwar extrem gut darin meine Karte nicht zu finden, aber er ist kein guter Magier.


Also ja :


H1: p<0,5 ODER p>0,5

Aber p<0,5 gibt eher Aussage darüber wie falsch- negativ er ist.

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