公式 · 分布 · 判据 速查表
正式考试会随卷提供公式表与 Excel 数值表,所以背公式不是目的,能秒判"该用哪一条"才是目的。本页的价值在于帮你在 5 秒内完成题型识别。
先遮住右侧,凭记忆默写;再对照本表补漏。凡默写不出的公式,回到对应周页面重读。考前 1 小时只扫本页。
〇、万能引擎:一切检验的同一行公式
| 场景 | 检验统计量 | 分布 / df |
|---|---|---|
| 单样本均值,\( \sigma \) 已知 | \( z = \dfrac{\bar{x}-\mu_0}{\sigma/\sqrt{n}} \) | \( N(0,1) \) |
| 单样本均值,\( \sigma \) 未知 | \( t = \dfrac{\bar{x}-\mu_0}{s/\sqrt{n}} \) | \( t_{n-1} \) |
| 单样本比例 | \( z = \dfrac{p-\pi_0}{\sqrt{\pi_0(1-\pi_0)/n}} \) | \( N(0,1) \),须 \( n\pi_0,\,n(1-\pi_0)\ge 10 \) |
| 独立样本均值(方差不等) | \( t = \dfrac{(\bar{x}_1-\bar{x}_2)-D_0}{\sqrt{\frac{s_1^2}{n_1}+\frac{s_2^2}{n_2}}} \) | Welch df |
| 配对样本 | \( t = \dfrac{\bar{d}-D_0}{s_d/\sqrt{n}} \) | \( t_{n-1} \)(n = 对数) |
| 两比例(\( D_0=0 \),合并) | \( z = \dfrac{p_1-p_2}{\sqrt{p_c(1-p_c)\left(\frac{1}{n_1}+\frac{1}{n_2}\right)}} \) | \( N(0,1) \) |
| 两比例(\( D_0\neq 0 \),不合并) | \( z = \dfrac{(p_1-p_2)-D_0}{\sqrt{\frac{p_1(1-p_1)}{n_1}+\frac{p_2(1-p_2)}{n_2}}} \) | \( N(0,1) \) |
| 回归斜率 / 截距 | \( t = \dfrac{b_1-\beta_1^0}{s_{b_1}} \) | \( t_{n-2} \) |
一、df(自由度)对照表 —— 最高频失分点
| 情形 | df | 记忆法 |
|---|---|---|
| 单样本均值 t | \( n-1 \) | 估了 1 个参数(均值) |
| 配对 t | \( n-1 \) | n 是"对"的个数 |
| 独立样本,方差假定相等(Case 2) | \( n_1+n_2-2 \) | 估了 2 个均值 |
| 独立样本,方差假定不等(Case 3,QM1 用) | Welch 公式向下取整 | 见 §四 G |
| 回归 | \( n-2 \) | 估了 2 个系数 ——最容易错 |
| 比例检验 / 比例 CI | — | 用 z 分布,无 df |
二、z 值秒查表(背下来)
| 置信水平 | 90% | 95% | 98% | 99% |
|---|---|---|---|---|
| 双尾 \( z_{\alpha/2} \) | 1.645 | 1.960 | 2.326 | 2.576 |
| 单尾 \( z_{\alpha} \) | 1.282 | 1.645 | 2.054 | 2.326 |
另需记住:\( P(0<Z<1.96)=0.4750 \)、\( P(Z>1.96)=0.025 \);经验法则 68–95–99.7;第 90 百分位 \( z=1.28 \)、第 95 百分位 \( z=1.645 \)、第 99 百分位 \( z=2.326 \)、第 10 百分位 \( z=-1.28 \)。
三、六类知识块 · 全部公式
A. 描述统计(Ch 3–4)
B. 概率(Ch 5)
C. 离散分布(Ch 6)
D. 连续分布与正态(Ch 7)
E. 抽样分布与置信区间(Ch 8)
F. 假设检验与功效(Ch 9–10)
G. 简单线性回归(Ch 12)
四、六类题型秒判表
考场最高效的技能:看到题干关键词,立刻反应出方法。
| 题干关键词 | 立刻反应 | 动作 |
|---|---|---|
| "a simple random sample of n …", 给了 \( \bar{x} \) 与 \( s \) | 单样本均值 | \( t=\frac{\bar{x}-\mu_0}{s/\sqrt{n}} \),df \( = n-1 \),写七段式 |
| "number of successes … out of n …", "proportion", 百分数 | 比例 | 先用 z;查 \( n\pi_0 \ge 10 \);检验分母用 \( \pi_0 \),CI 用 \( p \) |
| "two independent samples", "two groups", "sample A and sample B" | 独立样本 t | 先算 Welch df(向下取整) |
| "the same n subjects", "before and after", "matched pairs", "each case measured twice" | 配对 t | 先算 \( \bar{d}, s_d \),再算 \( t \) |
| "relationship between X and Y", "scatter plot", "regression" | 回归 | \( SS \to b_1,b_0 \to s_e,s_{b_1} \to t \),df \( =n-2 \) |
| "construct a X% confidence interval" | CI | 定 z/t → 套区间公式 → 写解释句 |
五、十个高频陷阱
| # | 陷阱 | 正确做法 |
|---|---|---|
| 1 | 双尾 p 值忘记乘 2 | \( H_1 \) 是 \( \neq \) 就提醒自己 ×2 |
| 2 | 回归 df 用 \( n-1 \) | 回归是 \( n-2 \) |
| 3 | \( \Var(aX+b) \) 里带了 b | 只有 \( a^2 \);加常数不改变离散度 |
| 4 | 比例检验用样本 p 算分母 | 检验用 \( \pi_0 \);CI 用 \( p \) |
| 5 | 两比例 CI 用了合并比例 | CI 永不合并 |
| 6 | 配对数据当独立样本做 | 看到"同一批"就用配对公式 |
| 7 | 写"接受 \( H_0 \)" | 只能写 "fail to reject" |
| 8 | \( H_0 \) 写成 \( < \) 或 \( \neq \) | \( H_0 \) 必须含等号 |
| 9 | CI 解释写成"参数有 95% 概率落在区间内" | "We are 95% confident that … lies between …" |
| 10 | Welch df 向上取整 | 向下取整(24.03 → 24) |
六、三道"抄答案级别"的标准句式
置信区间解释
"We are 95% confident that the true population mean [写出变量] lies between … and …."
假设检验结论
"Since \( |t_{calc}|=\ldots<\ldots \), we do not reject \( H_0 \). There is insufficient evidence at the 5% significance level to conclude that the average … differs from …"
\( R^2 \) 解释
"[X] explains …% of the variation in [Y]. The remaining …% is attributable to factors not included in the model (and to random variation)."
七、Excel 函数速查(练习时用)
| 功能 | 函数 | 示例 |
|---|---|---|
| 样本均值 / 中位数 / 众数 | AVERAGE / MEDIAN / MODE.SNGL | =AVERAGE(A2:A45) |
| 样本方差 / 标准差 | VAR.S / STDEV.S | =STDEV.S(A2:A45) |
| 分位数 / 四分位 | PERCENTILE.EXC / QUARTILE.EXC | =QUARTILE.EXC(A2:A45,1) |
| 协方差 / 相关系数 | COVARIANCE.S / CORREL | =CORREL(A2:A45,B2:B45) |
| 二项 PDF / CDF | BINOM.DIST | =BINOM.DIST(2,12,0.1,0) → 0.2301 |
| 正态累积 / 分位数 | NORM.DIST / NORM.INV | =NORM.DIST(30,28,5,1) → 0.6554 |
| 标准正态分位数 | NORM.S.INV | =NORM.S.INV(0.99) → 2.326 |
| t 临界值(单尾/双尾) | T.INV / T.INV.2T | =T.INV.2T(0.10,23) → 1.714 |
| t 右尾 / 双尾 p 值 | T.DIST.RT / T.DIST.2T | =T.DIST.2T(1.534,23) → 0.1387 |
| z 的 p 值 | NORM.S.DIST | =NORM.S.DIST(-1.975,1) → 0.0241 |
现行程课未讲 χ² 分布,但早期练习题考过。背下这一行,成本 10 分钟: \[ \frac{(n-1)s^2}{\chi^2_{\alpha/2,\,n-1}} \le \sigma^2 \le \frac{(n-1)s^2}{\chi^2_{1-\alpha/2,\,n-1}} \]