Giá trị p-value là gì? | Bài SI.3 – series thống kê cho KHDL

Trong thống kê, giá trị p-value là một trong những khái niệm quan trọng nhất. Đặc biệt trong kiểm định giả thuyết thống kê (hypothesis testing). Tuy nhiên, đây cũng là khái niệm dễ bị hiểu sai nhất. Vậy p-value thật sự là gì, cách tính và cách diễn giải ra sao? Cùng nhau tìm hiểu trong bài SI.3 này nhé!

Khái niệm về giá trị p-value

p-value (probability value) là xác suất quan sát được kết quả thí nghiệm ít nhất “cực đoan” như dữ liệu hiện có, giả sử giả thuyết gốc ([math]H_0[/math]) là đúng.

Nói cách khác, p-value cho biết mức độ bằng chứng chống lại giả thuyết [math]H_0[/math].

Ví dụ: Xác suất để bạn tung đồng xu luôn là mặt hình (sấp) là 50% (0.5) nếu đồng xu đó cân bằng. Đó là điều bạn nghĩ thế (giả thuyết [math]H_0[/math]).

Nhưng khi bạn tung đồng xu lại cho thấy điều ngược lại. Bạn luôn ra được mặt sấp. Vậy khi này, p-value chính giá trị khiến bạn có cảm giác nghi ngờ cái giả thuyết [math]H_0[/math] này có vấn đề.

Cách hiểu đúng ý nghĩa của giá trị p-value

Nhiều người thường nghĩ rằng “p-value chính là xác suất giả thuyết [math]H_0[/math] đúng”. Điều này là hoàn toàn sai.

Thực tế, p-value không nói gì về xác suất [math]H_0[/math] đúng hay sai, mà chỉ cho biết nếu [math]H_0[/math] đúng, thì dữ liệu hiện tại có “lạ” hay không.

• p-value nhỏ → dữ liệu quan sát được khó xảy ra nếu [math]H_0[/math] đúng, nghĩa là có bằng chứng chống lại [math]H_0[/math].
• p-value lớn → dữ liệu phù hợp với [math]H_0[/math], không đủ bằng chứng để bác bỏ giả thuyết [math]H_0[/math].

>>>> Tìm hiểu về kiểm định nhị thức, một kiểm định nhiều ứng dụng!!!

Ngưỡng ý nghĩa (significance level)

Trong thực tế, các nhà khoa học thường chọn một mức ý nghĩa [math]\alpha[/math] (alpha) để so sánh với p-value.

Giá trị phổ biến nhất là α = 0.05.

• Nếu p < 0.05, ta bác bỏ [math]H_0[/math], nghĩa là kết quả có ý nghĩa thống kê.
• Nếu p ≥ 0.05, ta không đủ bằng chứng để bác bỏ [math]H_0[/math].

>>>> Xem thêm về cách bác bỏ giả thuyết [math]H_0[/math]

Tuy nhiên, cần lưu ý rằng “có ý nghĩa thống kê” không đồng nghĩa với “có ý nghĩa thực tiễn”. Một kết quả p = 0.03 có thể xuất hiện chỉ vì mẫu quá lớn hoặc sai lệch trong đo lường.

Ví dụ minh họa về giá trị p-value

Giả sử bạn tung một đồng xu công bằng (fair coin) 100 lần.

Giả thuyết [math]H_0[/math]: đồng xu công bằng → xác suất ra mặt ngửa là 0.5.

Bạn quan sát được 60 lần ra mặt ngửa.

Khi tính toán kiểm định nhị thức (binomial test), p-value thu được = 0.028.

Điều này có nghĩa là nếu đồng xu thật sự công bằng, xác suất quan sát được 60 hoặc nhiều hơn mặt ngửa chỉ là 2.8%.

Vì 0.028 < 0.05 → ta bác bỏ giả thuyết “đồng xu công bằng” ở mức ý nghĩa 5%.

>>>> Xem thêm, kiểm định chi bình phương dùng để làm gì?

p-value trong kiểm định t-test và ANOVA

Trong các phân tích dữ liệu phổ biến như t-test, ANOVA, hay regression, p-value được tính để xem sự khác biệt giữa các nhóm có mang tính ngẫu nhiên hay không.
Ví dụ:

• Trong t-test độc lập, p-value cho biết liệu trung bình của hai nhóm có khác nhau đáng kể hay chỉ do sai số ngẫu nhiên.
• Trong ANOVA, p-value cho biết ít nhất một nhóm trong số nhiều nhóm có khác biệt đáng kể so với phần còn lại.

Nếu p-value nhỏ hơn 0.05, ta có thể kết luận rằng sự khác biệt là có ý nghĩa thống kê.

Những hiểu lầm phổ biến về p-value

“P-value < 0.05 nghĩa là kết quả đúng.” Sai. p-value chỉ cho thấy mức độ bằng chứng, không phải độ tin cậy tuyệt đối.

“P-value lớn nghĩa là không có hiệu quả.” → Sai. Có thể mẫu quá nhỏ nên chưa phát hiện ra hiệu ứng thật sự.

“So sánh p-value giữa hai nghiên cứu để biết cái nào mạnh hơn.” Không đúng. p-value phụ thuộc vào thiết kế thí nghiệm, kích thước mẫu và sai số đo lường.

Cách báo cáo và diễn giải p-value

Trong báo cáo khoa học, người ta thường trình bày như sau:

“Kết quả kiểm định cho thấy có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê giữa hai nhóm (t(38)=2.15, p=0.037).”

Nếu p quá nhỏ, có thể ghi:

“p < 0.001” (thay vì viết số cụ thể).

Để bài viết rõ ràng hơn, nên kết hợp p-value với các chỉ số khác. Chẳng hạn confidence interval (CI) hoặc effect size (Cohen’s d) để phản ánh sức mạnh của hiệu ứng.

Kết luận

p-value là một công cụ mạnh mẽ trong thống kê, giúp ta đánh giá bằng chứng chống lại giả thuyết [math]H_0[/math]. Tuy nhiên, việc lạm dụng hoặc hiểu sai p-value có thể dẫn đến kết luận sai lệch. Khi sử dụng p-value, hãy luôn nhớ rằng:

• Nó không nói lên xác suất [math]H_0[/math] đúng.
• Cần so sánh với mức ý nghĩa [math]\alpha[/math].
• Và nên đánh giá kèm các chỉ số bổ sung để có cái nhìn toàn diện.

Với sự phát triển công nghệ ngày nay, chúng ta không cần phải tính toán giá trị p-value nữa. Chỉ cần 1 dòng code là sẽ ra ngay thôi.

Tuy nhiên, việc hiểu đúng về p-value hết sức quan trọng trong thống kê nói chung và thống kê cho khoa học dữ liệu nói riêng.

Chúc các bạn thành công nhé!

>>>> Xem thêm các bài viết thống kê khác ở đây nhé!