如何判断两个变量的“接近度”

机器算法验证 假设检验 正态分布
2022-04-05 20:53:52

我已经完成了一个测量螺线管磁场的实验。我得到的答案是 T。顺便说一下,不确定性是由Microsoft Excel在数据分析下的回归产生的,是一些图形梯度的标准误差。梯度是磁场,以特斯拉为单位的 B。0.0075±0.0011

我想将此与从 T的近似公式中获得的理论值进行比较。B=0.0106623±0.0000007

如何确定我的实验结果是否与理论结果“接近”?

如果我的理论结果没有不确定性,我会想象这很容易。然后我可以说理论结果大约是三个标准误差。但现在理论值具有不确定性。我该如何解决?

谢谢。

1个回答

解决方案

数据图中的垂直偏差)独立且同分布且具有一些零均值的正态分布时,斜率的估计将具有具有自由度的 Student t 分布,按比例缩放标准错误。因为理论值基本上是零误差,我们可以忽略这个复杂性,把理论值当作一个常数。因此,我们参考比率nn2

t=(0.01066230.0075)/0.0011=2.88

学生的 t 分布(作为一个双边测试,因为原则上斜率可能大于或小于理论值,您只是想看看差异是否可以归因于机会)。

这种偏差是否“显着”取决于您的显着性标准和自由度。例如,如果您想要 95% 或更大的显着性,那么当且仅当您有六个或更多数据值时,这种差异才会显着。这个结论是由于注意到自由度,大于,而 df,小于52=33.1822.8862=42.7762.88

讨论

如果 )相比,理论值的不确定性是明显的,并且您的数据点相对较少(可能 10 个或更少),那么问题将变得更加困难:0.0011

  • 首先,你不知道理论误差的分布。

  • 其次,您可能不确定这是一个标准误差(人们经常报告置信限或两个或三个标准误差,甚至是标准偏差,而没有明确说明他们计算了什么)。

  • 第三,t 分布值(您的误差)和另一个分布(理论误差)的总和可能具有数学上较难处理的分布。

然而,减轻这些复杂性是一个简单的考虑:如果理论不确定性很大,那么它会增加理论值和估计值之间差异的整体不确定性,从而降低 t 统计量。在某些情况下,这样的半定量结果可能就足够了。(加法是根据方差:将两个标准误差的平方相加,获得差的标准误差的平方,(因此)取其平方根。)

例如,如果理论不确定性等于估计的不确定性,则 t 统计量将减少到差异分布将近似为正态分布,但尾部稍长,因此将的值引用为标准正态分布会略微高估显着性。好吧,我们可以计算出标准正态分布的更极端。因此 - 仍然在这种理论结果的标准误差较大的假设情况下 - ,您将不会得出差异显着的结论2.032.034.2%±2.031004.2=95.8%. 否则,画面模糊,决定取决于上面列举的困难的解决方案。