概念进阶抽样估计与假设检验
置信区间
也叫:confidence interval
用一个区间加把握度来估计未知的总体参数。
核心讲解
区间估计指估计未知总体参数的区间范围。给定置信水平1−α,构造出来的置信区间以1−α的概率覆盖总体未知参数;其中α叫显著性水平,1−α叫置信水平。
举个例子:估计全国平均身高,5%显著性水平下的置信区间为[168,172],含义是这个区间以95%的概率覆盖全国平均身高。要注意95%置信水平的区间与5%显著性水平的区间完全等价,只是两种说法。
点估计给出一个数值,却不说估计有多准;置信区间补上了这一环。区间越窄,说明我们越精确地锁定了参数;区间越宽,把握度更高但信息更模糊。
置信区间的一般公式是:点估计量 ± 置信因子 × 标准误。其中置信因子取决于总体分布和置信水平,这一步的细节在总体均值置信区间里展开。
费曼版:用大白话再讲一遍
与其说“这袋米大概50公斤”,不如说“这袋米在48到52公斤之间,我有九成半把握”。后面这句给了范围,也给了信心程度,比一个孤零零的数字更实用。这就是置信区间在做的事。
要点
- 区间估计给出覆盖总体参数的一个范围。
- 置信水平1−α与显著性水平α互补,二者等价。
- 95%置信水平的区间以95%的概率覆盖参数。
- 一般公式:点估计量 ± 置信因子 × 标准误。
常见误区
- 以为置信区间越宽越好,其实太宽等于没提供有用信息。
- 把置信水平与显著性水平看成两个不相干的东西。
- 以为区间一定包含参数,忽略了它只是“有某个概率”覆盖参数。