Материал: Инструкция по регистрации на портале дистанционного образования moodle 3

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

РАЗДЕЛ 3. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ

Практические занятие 7. Таблицы сопряженности



Существует множество признаков, различных явлений и вещей, измерение которых затруднено или вовсе невозможно. Например, как измерить признак «профессия» или «вид патологии», а как сравнить эти признаки для получения статистического представления о профессиональной заболеваемости?

В этих случаях изучается распространенность признаков, частота встречаемости признаков (доля объектов с интересующим нас признаком) в различных выборках, оценивается взаимосвязь частоты встречаемости одного признака с частотой встречаемости другого признака.

Для этого используются таблицы сопряженности. Столбцы этой таблицы обозначают градации одного признака, строки – градации другого признака. В каждой ячейке записывается число случаев с сопряженными признаками.

Наиболее простой случай таблица 2х2 (исследуется частота совместного распространения двух признака, каждый из которых имеет две градации).

В общем случае Н(0) формулируется следующим образом:

  • в генеральных совокупностях доля объектов с интересующими нас признаками одинакова

  • или частота встречаемости одного признака не зависит от частоты встречаемости другого признака

  • или какой-либо фактор не влияет на частоту встречаемости признака (признаков)

СЛУЧАЙ 1. Выборки независимые

Предположим, что у нас есть два качественных признака, характеризующие обследованных лиц. Занесем эти данные в таблицу сопряженности





Первая признак (первая градация)

Первый признак (вторая градация)

Всего

Второй признак (первая градация)

Частота встречаемости

a

Частота встречаемости

b

a +b

Второй признак (вторая градация)

Частота встречаемости

c

Частота встречаемости

d

с+d




n1=a+c

n2=b+d

n =a+b+c+d


Критерием для проверки нулевой гипотезы является хи-квадрат Пирсона с поправкой Йетса





Его критическое значение находится для заданного уровня значимости α и числа степеней свободы f=(m-1)(n-1), где m-число столбцов, n – число строк (Приложение 5).

Если то Н(0) принимается,

В случае принимается Н(1)

Можно вычислить меру связи между двумя признаками – ею является коэффициент ассоциации Юла Q(аналог коэффициента корреляции)

Qлежит в пределах от 0 до 1. Близкий к единице коэффициент свидетельствует о сильной связи между признаками. При равенстве его нулю – связь отсутствует.
Работа с преподавателем

Руководствуясь тем, что аспирин препятствует образованию тромбов, Г. Харатер решил проверить, нельзя ли снизить риск тромбоза назначением небольших доз аспирина (160 мг/сут.). Было проведено контролируемое испытание. Все больные, согласившиеся принять участие в испытании и не имевшие противопоказаний к аспирину, были случайным образом разделены на две группы: 1-я получала плацебо, 2-я - аспирин. Исследование проводилось до тех пор, пока общее число больных с тромбозом шунта не достигло 24. Группы практически не различались по возрасту, полу и продолжительности лечения гемодиализом. В 1-й группе тромбоз шунта произошел у 18 из 25 больных, во 2-й -у 6 из 19. Можно ли говорить о статистически значимом различии доли больных тромбозом, а тем самым об эффективности аспирина?

Зададим уровень значимости α=0,05

Сформулируем Н(0): в генеральной совокупности доля больных тромбозом не зависит от приема аспирина.

Занесем результаты испытания в таблицу.





Тромбоз есть

Тромбоза нет




Плацебо

18

7

25

Аспирин

6

13

19

Всего

24

20

44


Посчитаем значение критерия хи-квадрат с поправкой Йетса



Q=0,7

Мы задали 5% -ный уровень значимости α = 0,05 . Тогда критическое значение = 3,84 (по таблице для f=1). Полученное значение χ2=5,56 больше, чем критическое, следовательно, мы отвергаем Н(0) гипотезу о том, что аспирин не влияет на проявление тромбоза шунта. Следовательно, мы можем утверждать с вероятностью 95%, что использование аспирина эффективно снижает риск тромбоза в генеральной совокупности.

Q=0,7 показывает сильную связь между приемом аспирина и вероятностью тромбоза.
Случай 2. Выборки зависимые

Над одними и теми же объектами проводятся два наблюдения: до и после. (прием лекарства, обучение, внушение и т.д.)

Подсчитывается сколько раз данное свойство встречается:

  • и «до» и «после», (+,+)

  • только «до» (+,-)

  • только «после» (-,+)

  • ни «до» ни «после» (-,-)







Наличие признака «после»

Наличие признака «до»

нет (-)

есть (+)

есть (+)

a

Число изменений от (+) к (-)

c

Число сохранивших (+)

нет (-)

b

Число сохранивших (-)

d

Число изменений от (–) к (+)

  • Н(0) – доля объектов с интересующим нас признаком «после» не изменилась по сравнению с «до»

  • Вычисляем критерий хи-квадрат Мак-Нимара

Е
сли
то Н(0) принимается

  • Если то принимаем Н(1),


Работа с преподавателем. Было проведено исследование эффективности антитабачной рекламы. Для этого сравнили соотношение курящих/некурящих до и после проведения рекламной компании.

Сформулируем Н(0): рекламная компания, проведенная в генеральной совокупности, не повлияет на долю курящих.


Или - соотношение курящих и некурящих среди членов генеральной совокупности после рекламной компании не изменится.

Зададим уровень значимости α=0,01

Рекламная компания была проведена среди 100 человек. В результате исследования были получены следующие результаты




После рекламы

До рекламы

Не курят (-)

Курят (+)

Курят (+)

32 (курили , но не стали курить)

25 (курили и курят)

Не курят (-)

43 (не курили и не курят)

0 (не курили, но стали курить)



Мы задали 1% -ный уровень значимости α = 0,01 . Тогда критическое значение = 6,64 (по таблице для f=1). Полученное значение χ2=30 больше, чем критическое, следовательно:

мы отвергаем нулевую гипотезу и принимаем альтернативную о том, что с вероятностью 99 % рекламная компания повлияет на соотношение курящих и некурящих в популяции (генеральной совокупности).
Контрольные вопросы

  1. Для каких целей используются таблицы сопряженности

  2. Структура таблицы сопряженности

  3. Сформулирйте нулевую гипотезу для общего случая

  4. Какие данные заносятся в таблицу сопряженности в случае зависимых выборок

  5. Какие критерии используются при анализе таблицы сопряженности

Задание к теме.

  1. Сформулируйте цель проведенного исследования

  2. Сформулируйте нулевую и альтернативную гипотезы

  3. Составьте таблицу сопряженности

  4. Решите задачу на уровне значимости 0,05



Вариант 1

Исследовалась заболеваемость в сельской и городской местности. Выборочные исследования показали, что в селе из ста жителей обращались к врачу 36 человека, в городе из 100 жителей посетили врача 28 человек. Определить зависит ли обращаемость к врачу от места жительства.
Вариант 2.

Среди 84 лиц, страдающих гипертонией, с давлением более 160 мм.рт.ст. было 24 человека. После приема препарата их стало 18. Сделайте вывод об эффективности препарата.

Вариант 3

Сравнивалась эффективность двух методов лечения и получены следующие данные




1 вид лечения

2 вид лечения

Вылечились

58

36

Не вылечились

54

19


Отличаются ли по эффективности эти два вида лечения?
Вариант 4

В конце первого года обучения в вузе в группе студентов из 15 человек было 6 отличников. В конце второго года обучения их стало 8. Определить, меняется ли успеваемость на втором курсе.

Вариант 5

1000 человек классифицировали по признаку дальтонизма. По приведенным ниже данным проверить, есть ли зависимость между наличием дальтонизма и полом человека.





Мужчины

Женщины

Дальтоники

38

6

Не дальтоники

442

514



Вариант 6

Во время эпидемии гриппа изучалась эффективность прививок против этого заболевания. Получены следующие результаты:


С прививкой

Без прививки

заболели

не заболели

заболели

не заболели

4

192

34

111
Источник: https://files.student-it.ru/previewfile/241618