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P值

p 值是在原假设 H0 给定的模型下,检验统计量达到观察结果或按备择方向更极端的概率。它要连同检验方向和统计模型一起说明;孤立的一个小数没有完整含义。

十次投掷的精确计算

假设一枚硬币每次独立抛掷,H0 为正面概率 p=1/2,备择 H1:p>1/2。十次中看到八次正面,令 X 为正面次数。因为备择指向较多正面,观察值8及更极端的结果是8、9、10次: p 值=PH0(X≥8)=(108)+(109)+(1010)210=561024≈0.0547. 若预设显著性水平为0.05,这次样本没有越过拒绝门槛;这不是说硬币必然公平。若事先选的是双侧备择 p≠1/2,还要计入同样极端的反方向结果,此例对称检验的 p 值约为0.1094。

公平硬币投十次时正面次数的二项分布柱形图,八九十次正面的三个右尾柱高亮
右侧高亮的三根柱子合在一起,才是本例单侧检验的 p 值。

概率的条件不能倒过来

P(至少八次正面∣H0) 是在公平假设成立时观察到这类数据的概率;它不是 P(H0∣数据),也不是“结果由随机性造成的概率”。若希望得到后者一类的后验概率,必须指定先验并使用贝叶斯定理,那是另一个统计问题。

小 p 值说明数据与已指定的原假设模型不相容的程度较强,不能单独说明效应有多大。样本量很大时,一个实际影响极小的偏差也可能得到很小的 p 值;样本量很小时,实质偏差也可能没有达到门槛。事后挑选最显著的检验再报告,会改变原先计算的错误率。

参考资料