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Teste de hipóteses
Na pesquisa científica, seja em áreas como biologia, medicina ou ciências sociais, muitas vezes queremos fazer inferências sobre parâmetros populacionais com base em dados amostrais. É aqui que técnicas estatísticas como o teste de hipóteses tornam-se importantes. O teste de hipóteses é um método estruturado utilizado em estatística para determinar se há evidências suficientes em uma amostra de dados para indicar que um determinado efeito ou fenômeno existe para toda a população.
Introdução ao teste de hipóteses
No seu cerne, o teste de hipóteses envolve uma comparação entre duas hipóteses: a hipótese nula e a hipótese alternativa. A hipótese nula (denotada como H0
) é uma afirmação que sugere que não há efeito ou diferença, e esta é a hipótese que os pesquisadores geralmente desejam testar. A hipótese alternativa (denotada como Ha
ou H1
) sugere que há um efeito ou diferença.
Exemplo:
Suponha que você esteja interessado em saber se um novo medicamento reduz mais a pressão arterial do que um medicamento existente. Suas hipóteses podem ser:
H0 : O novo medicamento não reduz a pressão arterial de forma mais eficaz do que o medicamento existente. HA : O novo medicamento reduz a pressão arterial de forma mais eficaz do que o medicamento existente.
Procedimento de teste de hipóteses
O processo de teste de hipóteses pode ser dividido em várias etapas principais:
- Defina as hipóteses: Formule as hipóteses nula e alternativa com base na questão da pesquisa.
- Escolha um nível de significância: O nível de significância (
α
) é a probabilidade de rejeitar a hipótese nula quando ela é verdadeira. Valores comuns deα
são 0,05, 0,01 e 0,10. - Escolha o teste apropriado: Escolha um teste estatístico com base no tipo de dados e na questão da pesquisa. Exemplos incluem teste t, teste qui-quadrado, ANOVA, etc.
- Calcule a estatística do teste: Calcule a estatística do teste apropriada usando os dados da amostra.
- Tome uma decisão: Compare a estatística do teste calculada com um valor crítico ou use o valor p para decidir se deve rejeitar a hipótese nula.
- Tire conclusões: Interprete os resultados no contexto da questão da pesquisa.
Tipos de teste de hipóteses
O teste de hipóteses pode ser classificado com base na natureza do estudo e no tipo de dados envolvidos. Alguns dos tipos comuns de teste de hipóteses são os seguintes:
1. Teste Z
O teste z é usado quando o tamanho da amostra é grande (normalmente n > 30) e a variância populacional é conhecida. É usado para determinar se há uma diferença significativa entre as médias da amostra e da população.
Exemplo: Suponha que você saiba que a altura média dos homens adultos em uma cidade é de 170 cm, com um desvio padrão de 10 cm. Se você coletar uma amostra de 50 homens adultos e descobrir que a altura média é de 172 cm, poderá usar um teste z para determinar se essa diferença é significativa.
2. Teste t
O teste t é usado quando o tamanho da amostra é pequeno (n ≤ 30) ou a variância populacional é desconhecida. Existem diferentes tipos de testes t, incluindo:
- Teste t de uma amostra: Compara a média da amostra com a média populacional conhecida.
- Teste t de duas amostras independentes: Compara as médias de dois grupos diferentes.
- Teste t de amostras pareadas: Compara a média do mesmo grupo em momentos diferentes.
Exemplo: Um pesquisador quer saber se os alunos têm melhor desempenho em um teste após uma sessão de estudo específica. Eles comparam as notas do teste antes e depois da sessão usando um teste t de amostras pareadas.
3. Teste qui-quadrado
O teste qui-quadrado é usado para comparar dados categóricos. Muitas vezes é usado para ver se há uma relação entre duas variáveis categóricas.
Exemplo: Um estudo examina se há uma relação entre gênero (masculino/feminino) e gosto (sim/não) por um determinado produto. Um teste qui-quadrado pode determinar se o gosto é independente do gênero.
4. ANOVA (Análise de Variância)
A ANOVA é usada para comparar médias entre três ou mais grupos. A hipótese principal é que a média de pelo menos um grupo é diferente dos outros.
Exemplo: Um professor quer comparar as notas de teste de alunos de três métodos de ensino diferentes. A ANOVA ajuda a determinar se o método de ensino afeta significativamente as notas.
Nível de significância e valor p
O nível de significância (α
) é um limite definido pelo pesquisador, que determina a probabilidade máxima permitida de cometer um erro do Tipo I (rejeitar uma hipótese nula verdadeira). Um valor p, por outro lado, é a probabilidade de observar a estatística do teste ou algo mais extremo, assumindo que a hipótese nula é verdadeira.
Se o valor p for menor ou igual a α
, rejeitamos a hipótese nula. Se for maior, não rejeitamos a hipótese nula.
Exemplo de visualização:
, , | Região Crítica (região de rejeição se p