← Ünite 7
İstatistik

Ünite 7: İstatistiksel Tahminleme ve Karar Alma

İlaç Dağıtıcıları Seyahat Süresi Örneği
Rassal olarak seçilen 100 ilaç dağıtım şirketi çalışanının yıllık ortalama seyahat süresi 386 saat ve standart sapması 72 saat olarak belirlenmiştir. Bu veriye göre evren ortalamasının nokta tahmini 386 saat olarak hesaplanmıştır.
Elektrikli Isıtıcı Memnuniyet Oranı
Yeni elektrikli ısıtıcı modelini kullanan 80 müşteriden 56'sının memnun olduğu belirlenmiştir. Bu örneklemden elde edilen memnuniyet oranı p = 56/80 = 0.70 (%70) olup, evren oranının yansız nokta tahminidir.
Konserve Bezelye Ağırlık Tahmini
Bir fabrikadan seçilen 64 konserve kutusunun ortalama ağırlığı 492 gram, standart sapması 12 gramdır. %95 güven düzeyinde (z = 1.96) konservelerin ortalama ağırlığı 489.06 gr ile 494.94 gr arasında tahmin edilmiştir.
Telefon Bataryası Kullanım Süresi
Rassal seçilen 17 telefon bataryasının ortalama kullanım süresi 135 saat, standart sapması 28 saattir. %99 güven düzeyinde ve 16 serbestlik derecesinde (t = 2.921) ortalama kullanım süresi 114.553 ile 155.447 saat arasındadır.

Anahtar Kavramlar

Nokta TahminlemesiEvren parametresinin değerini tahmin etmek amacıyla örneklemden tek bir istatistiksel değer hesaplama sürecidir. Örneğin, 100 çalışanın seyahat süresinden elde edilen 386 saatlik ortalama, evren ortalamasının nokta tahminidir.
Aralık TahminlemesiBilinmeyen evren parametresini, önceden belirlenmiş bir olasılıkla kapsayacak simetrik bir sınır aralığının belirlenmesi çalışmasıdır. Parametrenin alt ve üst sınırlar arasında gösterimi A <= theta <= Ü şeklindedir.
Güven DüzeyiHesaplanan güven aralığının, tahmin edilmek istenen evren parametresini kapsama olasılığıdır ve (1-alpha) ile gösterilir. Uygulamada genellikle %95 veya %99 olarak seçilir.
Anlamlılık DüzeyiDoğru olan bir sıfır hipotezinin test sonucunda yanlışlıkla reddedilmesi olasılığıdır ve alpha ile gösterilir. Güven düzeyi %95 olduğunda anlamlılık düzeyi 0.05 olur.
Yansız TahminleyiciBeklenen değeri, tahmin etmek istediği evren parametresine eşit olan örneklem istatistiğidir. Örneklem aritmetik ortalaması, evren aritmetik ortalamasının yansız bir tahminleyicisidir.
Standart HataÖrneklem istatistiğinin örnekleme dağılımına ait standart sapmadır ve tahminin güvenilirliğini ölçer. Standart hatanın küçük olması, tahminin güvenilirliğinin yüksek olduğunu gösterir.
Merkezi Limit TeoremiÖrneklem hacmi yeterince büyük olduğunda (n >= 30), evrenin dağılım şekli ne olursa olsun örneklem ortalamalarının normal dağılıma uyacağını öngören teoremdir.
t DağılımıKüçük örneklemlerde (n < 30) ve evren standart sapması bilinmediğinde kullanılan, normal dağılıma benzer simetrik ve tek modlu sürekli olasılık dağılımıdır. Dağılımın şekli serbestlik derecesine bağlıdır.
Serbestlik DerecesiBir istatistiksel hesaplamada serbestçe değer alabilen gözlem sayısıdır ve t dağılımında (n - 1) formülüyle belirlenir. Örneğin, 17 birimlik bir örneklem için serbestlik derecesi 16'dır.
İstatistiksel HipotezBir araştırmada ilgilenilen evren parametrelerinin değeri hakkında ileri sürülen ve doğruluğu örneklem verileriyle sınanabilen önermelerdir. Örneğin, tereyağı paketlerinin ortalama ağırlığının 500 gram olduğunu iddia etmek bir istatistiksel hipotezdir.
Sıfır Hipotezi (H0)Evren parametresinin bilinen veya öngörülen değerinde herhangi bir farklılık veya etki beklenmediğini savunan, test edilen temel hipotezdir. H0: mu = mu0 şeklinde gösterilir.
Karşıt Hipotez (H1)Sıfır hipotezinin reddedilmesi durumunda kabul edilen, parametrede anlamlı bir fark veya değişim olduğunu savunan araştırma hipotezidir. Testin yönünü belirler.
I. Tip Hata (Alpha)Gerçekte doğru olan bir sıfır hipotezinin (H0) test süreci sonucunda hatalı bir şekilde reddedilmesi durumunda işlenen hatadır. Bu hatanın maksimum olasılığına testin anlam düzeyi denir.
II. Tip Hata (Beta)Gerçekte yanlış olan bir sıfır hipotezinin (H0) test süreci sonucunda hatalı bir şekilde kabul edilmesi durumunda işlenen hatadır. Olasılığı beta ile gösterilir.
Red BölgesiÖrnekleme dağılımında, sıfır hipotezinin reddedilmesine ve karşıt hipotezin kabul edilmesine yol açan değerler aralığıdır. Alanı anlamlılık düzeyine (alpha) eşittir.
Kabul BölgesiÖrnekleme dağılımında, sıfır hipotezinin reddedilememesine (kabul edilmesine) yol açan değerler aralığıdır. Alanı (1-alpha) güven düzeyine eşittir.
Kritik DeğerÖrnekleme dağılımında kabul bölgesi ile red bölgesini birbirinden ayıran sınır değerdir. Seçilen anlamlılık düzeyine ve testin yönüne göre tablolardan bulunur.
Test İstatistiğiÖrneklem istatistiği ile hipotezde iddia edilen parametre değeri arasındaki farkı standart hata birimi cinsinden ifade eden ölçüdür. Hesaplanan z veya t değerleri buna örnektir.
İki Yönlü TestKarşıt hipotezin farksızlık (farklıdır) üzerine kurulduğu, red bölgesinin dağılımın her iki kuyruğuna simetrik olarak dağıtıldığı test türüdür. H1: mu != mu0 şeklinde kurulur.
Tek Yönlü Üst Kuyruk TestiKarşıt hipotezin büyüklük üzerine kurulduğu ve red bölgesinin dağılımın sadece sağ (üst) kuyruğunda yer aldığı test türüdür. H1: mu > mu0 şeklinde kurulur.
Tek Yönlü Alt Kuyruk TestiKarşıt hipotezin küçüklük üzerine kurulduğu ve red bölgesinin dağılımın sadece sol (alt) kuyruğunda yer aldığı test türüdür. H1: mu < mu0 şeklinde kurulur.
Evren Oranı (Pi)Evrendeki birimlerin ilgilenilen iki şıklı bir değişkenin belirli bir şıkkına sahip olma oranıdır. Örneklem oranı (p) ile tahmin edilir.
Korelasyon Analiziİki değişken arasındaki ilişkinin yönünü ve derecesini tanımlamaya ve ölçmeye yarayan istatistiksel analiz yöntemidir. Değişkenler arasında nedensellik ilişkisi kurmaz.
Regresyon AnaliziBir veya birden çok bağımsız değişkenin bir bağımlı değişken üzerindeki etkisini matematiksel bir modelle açıklamaya ve tahmin etmeye yarayan analiz yöntemidir.

Diğer Önemli Bilgiler

Gazete Okurluğu Oran Tahmini

Rassal seçilen 200 kişiden 58'inin A gazetesi okuru olduğu belirlenmiştir (p = 0.29). %95 güven düzeyinde (z = 1.96) bu bölgedeki A gazetesi okurlarının oranı %22.73 ile %35.27 arasında tahmin edilmiştir.

Margarin Paketleri Kalite Kontrolü

250 gramlık margarin paketlerinden seçilen 100 adedinin ortalama ağırlığı 244 gram, standart sapması 18 gram bulunmuştur. alpha = 0.05 anlam düzeyinde yapılan iki yönlü z testinde, hesaplanan z = -3.33 değeriyle paketlerin 250 gram olmadığı kanıtlanmıştır.

Yeni Paketleme Sistemi Hız İddiası

Yeni sistemin paketleme süresini 15 dakikanın altına indirdiği iddiasıyla 225 ürün incelenmiş; ortalama süre 13 dakika, standart sapma 4.2 dakika bulunmuştur. alpha = 0.01 düzeyinde yapılan tek yönlü alt kuyruk testinde iddia doğrulanmıştır.

Damacana Su Ağırlığı Denetimi

Ortalama 22 kg olması gereken damacanalardan 17 adet seçilmiş, ortalama ağırlık 21.7 kg, standart sapma 0.8 kg bulunmuştur. alpha = 0.01 düzeyinde yapılan t testinde hesaplanan t = -1.5 değeriyle damacanaların standartlara uygun olduğu görülmüştür.

Dersane Başarı Oranı İddiası

İstediği bölümü kazananların oranının %80'den fazla olduğunu iddia eden dersaneden 120 öğrenci seçilmiş, 102'sinin kazandığı görülmüştür (p = 0.85). alpha = 0.05 düzeyinde yapılan tek yönlü üst kuyruk testinde iddia yeterli kanıtla desteklenememiştir.

Yemek Firması Memnuniyetsizlik Oranı

Yemeklerden memnun olmayanların oranının %10'dan az olduğunu iddia eden firmadan 150 müşteri seçilmiş, 12'sinin memnun olmadığı görülmüştür. alpha = 0.01 düzeyinde yapılan testte hesaplanan z = -0.83 değeriyle iddia reddedilmiştir.

Francis Galton ve Regresyon Terimi

Regresyon terimi, 19. yüzyılda İngiliz istatistikçi Francis Galton tarafından babaların boyları ile oğullarının boyları arasındaki ilişkiyi inceleyen biyolojik bir çalışma sırasında literatüre kazandırılmıştır.

Standart Normal Dağılım Kritik Değerleri

Hipotez testlerinde sıklıkla kullanılan z kritik değerleri; %95 güven düzeyi için z = 1.96, %99 güven düzeyi için z = 2.576, %90 güven düzeyi için ise z = 1.645 olarak standart tablolardan elde edilir.

Merkezi Limit Teoremi Sınırı

İstatistiksel tahminleme ve hipotez testlerinde örneklem hacminin n >= 30 olması, dağılımın normal kabul edilmesi için yeterli büyüklük sınırı olarak kabul edilir ve z testinin uygulanmasına olanak tanır.

Logaritmik Dönüşüm Kullanımı

Evren dağılımının normal olmadığı küçük örneklemlerde, verileri normale yaklaştırmak ve çarpıklığı azaltmak amacıyla istatistikte sıklıkla logaritmik dönüşüm matematiksel yöntemi tercih edilir.

Sosyal Bilimlerde Anlamlılık Tercihi

Sosyal bilimler alanında yapılan araştırmalarda, hipotez testlerinin anlamlılık düzeyi (alpha) için araştırmacılar tarafından genellikle %5 (0.05) veya %1 (0.01) olasılık değerleri tercih edilmektedir.

Sınavda Dikkat Et

  • Sıfır hipotezinin (H0) her zaman eşitlik (=) içermesi gerektiğini unutmayın; büyüktür veya küçüktür işaretleri sadece karşıt hipotezde (H1) yer alabilir.
  • Soruda 'farklıdır' ifadesi geçiyorsa çift yönlü test, 'büyüktür/artmıştır' veya 'küçüktür/azalmıştır' geçiyorsa tek yönlü test kurmanız gerekir.
  • Örneklem hacmi n >= 30 ise z tablosunu, n < 30 ise serbestlik derecesine (n-1) bakarak t tablosunu kullanmaya dikkat edin.
  • I. Tip hata (alpha) olasılığı sorulduğunda, bu değerin doğrudan soruda verilen anlamlılık düzeyine eşit olduğunu hatırlayın.
  • Korelasyon analizinin nedensellik belirtmediğini, sadece ilişkinin yönünü ve derecesini gösterdiğini sınav sorularında kritik bir bilgi olarak aklınızda tutun.