Z-test হলো এমন একটি hypothesis test যেখানে test statistic-এর distribution-এর জন্য normal বা standard normal approximation ব্যবহার করা হয়।
একটি classic one-sample Z statistic হলো:
$$Z = \frac{x^{‾} - \mu_{0}}{\sigma/\sqrt{n}}$$যেখানে:
x̄ = sample mean
μ₀ = hypothesized population mean
σ = population standard deviation
n = sample size
এখানে $\sigma/\sqrt{n}$ হলো standard error।
অর্থাৎ Z-score মূলত বলে:
Sample mean hypothesized mean থেকে কত standard error দূরে?
Example
ধরুন একটি company দাবি করছে একটি packet-এর average weight:
1,000 grams
অর্থাৎ আমাদের null hypothesis:
$$H_{0}:\mu = 1000$$আপনি একটি বড় sample সংগ্রহ করে পেলেন:
Sample mean = 995 grams
এখন প্রশ্ন:
995 grams-এর এই difference কি random sampling variation-এর কারণে হতে পারে, নাকি population-এর true mean 1,000 grams থেকে আলাদা?
Z-test ব্যবহার করে এই difference statistically significant কিনা evaluate করা যেতে পারে, যদি Z-test-এর assumptions যথাযথ হয়।
Z-test কখন ব্যবহার করা হয়?
Z-test-এর classic setting-এ সাধারণত population standard deviation $\sigma$ জানা থাকে এবং sampling distribution-এর normal approximation reasonable হয়।
তবে বাস্তব Data Science-এ population standard deviation জানা অনেক সময় uncommon।
এই কারণে mean-এর ক্ষেত্রে অনেক practical situation-এ t-test বেশি appropriate হতে পারে।
এটি interview-এ একটি useful distinction:
Z-test
→ σ known / normal approximation appropriate
t-test
→ σ unknown এবং sample থেকে standard deviation estimate করা হচ্ছে
Data Science-এ Z-Test
Z-test শুধু mean-এর জন্য নয়। Large-sample proportion testing-এও normal approximation ব্যবহার করা হয়।
ধরুন একটি A/B test-এ:
Control Conversion = 7.1%
Treatment Conversion = 7.8%
এখন প্রশ্ন:
7.8% বনাম 7.1% difference কি statistically significant, নাকি random variation-এর কারণে হতে পারে?
Large-sample proportion test-এর মাধ্যমে এই difference evaluate করা যেতে পারে।
এখানে শুধু percentage difference দেখলেই হবে না। Sample size এবং variability বিবেচনা করে statistical significance পরীক্ষা করতে হবে।
Interview-ready Explanation
Hypothesis testing হলো sample data ব্যবহার করে কোনো population-level claim বা difference সম্পর্কে statistical decision নেওয়ার একটি framework।
প্রথমে $H_{0}$ এবং $H_{1}$ define করি। তারপর একটি significance level $\alpha$ নির্ধারণ করি এবং sample data থেকে appropriate test statistic ও p-value calculate করি।
যদি:
$$p < \alpha$$হয়, তাহলে $H_{0}$ reject করি। আর যদি evidence যথেষ্ট strong না হয়, তাহলে $H_{0}$ reject করার মতো evidence নেই—এটিকে fail to reject বলা হয়।
Z-test-এর ক্ষেত্রে normal বা standard normal approximation ব্যবহার করে test statistic evaluate করা হয়।
Quick Memory
Question
↓
H₀ vs H₁
↓
Choose α
↓
Collect / observe data
↓
Calculate test statistic
↓
Calculate p-value
↓
Compare p-value with α
↓
Reject H₀
or
Fail to reject H₀