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Abi-Aufgaben
Digitales Schulbuch
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Einseitiger Test

Einseitiger Hypothesentest

Mit Hilfe von Hypothesentests kann man auf Grundlage einer Stichprobe entscheiden, ob eine vermutete Wahrscheinlichkeit statistisch gesehen gerechtfertigt ist oder eventuell korrigiert werden sollte. Die Vermutung wird Nullhypothese genannt und gegen die Alternative getestet. Bei einseitigen Tests haben die Hypothesen folgende Formen:
  • Linksseitiger Test: Nullhypothese: \(H_0:\) \(p \geq p_1\) Alternative: \(H_1:\) \(p < p_1\)
  • Rechtsseitiger Test: Nullhypothese: \( H_0:\) \(p \leq p_1\) Alternative: \(H_1:\) \(p > p_1\)
  • Vorgehen

    Bei der Durchführung eines Signifikanztests wird allgemein folgendermaßen vorgegangen:
    • Formulieren der Hypothesen und Wahl des Signifikanzniveaus \(\alpha\)
    • Aufstellen eines Ablehnungsbereichs \(\overline{A}\)
    • Betrachten einer Stichprobe
    • Entscheidungsregel formulieren
    Das Signifikanzniveau wird auch Irrtumswahrscheinlichkeit genannt. Dies ist die Wahrscheinlichkeit dafür, die Hypothese fälschlicherweise abzulehnen. Dies ist in den Aufgabenstellungen meistens vorgegeben.

    Berechnen der Grenze

    Da das Signifikanzniveau die Wahrscheinlichkeit dafür angibt, dass eine Stichprobe innerhalb des Ablehnungsbereichs liegt, obwohl die Nullhypothese gilt, muss bei einem linksseitigen Test folgende Gleichung gelten:
    \(P(X \leq k - 1) \approx \alpha\)

    Beispiel

    Vorgegeben sind: \(H_0: p \leq 0,5\), \(\alpha = 5\,\%\) und der Stichprobenumfang \(n = 20\). Anhand der Hypothese \(H_0\) erkennst du, dass hier ein rechtsseitiger Test durchgeführt wird.

    Fehler

    Bei der Durchführung von Signifikanztests können zwei Fehler auftreten:
    • Fehler 1. Art: Die Nullhypothese wird abgelehnt, obwohl sie in Wahrheit zutrifft.
    • Fehler 2. Art: Die Nullhypothese wird angenommen, obwohl tatsächlich die Alternative gilt.

    Wahrscheinlichkeit für die Fehler

    Die Wahrscheinlichkeit für den Fehler 1. Art entspricht dem Signifikanzniveau \(\alpha\). Die Wahrscheinlichkeit für den Fehler 2. Art ist die Wahrscheinlichkeit dafür, dass \(X\) im Annahmebereich liegt, wenn eigentlich die Alternative gilt.

    Beispiel

    Gegeben sind: \(H_0: p \leq 0,5\), \(n = 20\), \(A = [0;13]\), \(p_0 = 0,7\). Die Wahrscheinlichkeit für den Fehler 2. Art ergibt sich zu \(P_{0,7}(X \leq 13) \approx 39,2\,\%\).