[科普中國]-功效函數(shù)

引入

在進行假設檢時，我們要確立原假設和備擇假設，為了選擇哪種假設，我們規(guī)定了拒絕域。如果樣本落在拒絕域內(nèi)，我們拒絕原假設，接受備擇假設，否則接受原假設。這樣我們在應用某種檢驗做判斷時，可能會犯如下兩種錯誤：原假設是對的，我們卻拒絕了原假設，這稱為第一類錯誤；相反，原假設是錯的，我們卻接受了原假設，這稱為第二類錯誤。1在檢驗中我們希望犯兩類錯誤的概率都盡可能地小，但實際上我們做不到這一點，為了說明原因，我們需要引進功效函數(shù)這一概念。2

定義設某檢驗問題的拒絕域為W，則樣本觀測值X落在拒絕域W內(nèi)的概率稱為該檢驗的功效函數(shù)，記為，為原假設和備擇假設中的參數(shù)。3

性質(zhì)當原假設成立時，犯第一類錯誤的概率就等于。當備擇假設成立時，犯第二類錯誤的概率就等于。

下面我們通過一個例子來說明我們無法使一個檢驗犯第一類、第二類錯誤的概率同時減少。

某廠生產(chǎn)的合金強度服從正態(tài)分布，其中的設計值為不低于110。為保證質(zhì)量，該廠每天都要對生產(chǎn)情況做例行檢查，以判斷生產(chǎn)是否正常進行，即該合金的平均強度不低于110。某天從生產(chǎn)的產(chǎn)品中隨機抽取25塊合金，測得其強度值為，均值為，問當日生產(chǎn)是否正常。

對于本例，其拒絕域為

注意到這個功效函數(shù)是的減函數(shù)，如右圖利用這個功效函數(shù)易得犯兩類錯誤的概率分別為（原假設成立），（備擇假設成立）。

由此可以得出犯兩類錯誤的概率之間的關(guān)系：

1、當?shù)谝活愬e誤的概率減少時，c隨之減小，而c的減小必導致犯第二類錯誤的概率增大。

2、當?shù)诙愬e誤的概率減少時，c隨之增大，而c的增大必導致犯第一類錯誤的概率增大。

這一現(xiàn)象說明：兩類錯誤的一個減小必導致另一個的增大。