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今天我们来分析一道关于超声波检查与疾病关系的统计学问题。题目给出了从1000人中随机调查得到的列联表,显示了超声波检查结果与是否患某种疾病的关系。我们需要解决两个问题:第一,求超声波检查结果不正常者患有该疾病的概率;第二,通过独立性检验分析超声波检查结果是否与患该疾病有关。
现在我们来解决第一个问题。题目要求求超声波检查结果不正常者患有该疾病的概率p。根据条件概率的定义,这个概率等于检查不正常且患病的人数除以检查不正常的总人数。从列联表中我们可以看到,检查不正常且患病的人数是180人,检查不正常的总人数是200人,所以p等于180除以200,等于0.9。
现在我们进行独立性检验。我们建立原假设H₀:超声波检查结果与患病情况无关,备择假设H₁:超声波检查结果与患病情况有关。显著性水平α等于0.001。使用卡方统计量公式,其中a等于20,b等于180,c等于780,d等于20,n等于1000。代入公式计算得到卡方值约为764.06。
最后我们得出结论。通过与临界值比较,当α等于0.001时,临界值k等于10.828,而我们计算得到的卡方值764.06远大于临界值。因此我们拒绝原假设。最终答案是:第一问,p的估计值为0.9,即超声波检查不正常者患病概率为90%;第二问,由于卡方值远大于临界值,我们认为超声波检查结果与患该疾病有关。
现在我们来解决第一个问题。题目要求求超声波检查结果不正常者患有该疾病的概率p。根据条件概率的定义,这个概率等于检查不正常且患病的人数除以检查不正常的总人数。从列联表中我们可以看到,检查不正常且患病的人数是180人,检查不正常的总人数是200人。所以p等于180除以200,化简后等于十分之九,即0.9。因此第一问的答案是p的估计值为0.9。
现在我们进行独立性检验。我们建立原假设H₀:超声波检查结果与患病情况无关,备择假设H₁:超声波检查结果与患病情况有关。显著性水平α等于0.001。使用卡方统计量公式,从列联表中提取数据:a等于20,b等于180,c等于780,d等于20,n等于1000。首先计算ad减bc等于负140000,平方后得到19600000000。代入公式计算得到卡方值等于765.625。
最后我们得出结论。通过与临界值比较,当α等于0.001时,临界值k等于10.828,而我们计算得到的卡方值765.625远大于临界值,因此我们拒绝原假设H₀。最终答案是:第一问,p的估计值为0.9,即超声波检查不正常者患病概率为90%;第二问,由于卡方值远大于临界值,我们认为超声波检查结果与患该疾病有关。这说明超声波检查对于诊断该疾病具有统计学意义上的关联性。
让我们总结一下这道题的解题要点。首先是条件概率的计算,要明确条件和事件的定义。其次是独立性检验,使用卡方统计量来判断两个分类变量是否独立。最后通过与临界值比较来做出统计决策。这类问题在实际中有广泛应用,比如医学诊断中评估检查方法的有效性,质量控制中分析各因素间的关联性,以及市场研究中研究变量间的依赖关系。统计学帮助我们从数据中发现规律,做出科学的决策判断。