Il test di ipotesi implica l'attenta costruzione di due affermazioni: l'ipotesi nulla e l'ipotesi alternativa. Queste ipotesi possono sembrare molto simili ma in realtà sono diverse.
Come facciamo a sapere quale ipotesi è nulla e quale è l'alternativa? Vedremo che ci sono alcuni modi per distinguere.
L'ipotesi nulla riflette che non ci saranno effetti osservati nel nostro esperimento. In una formulazione matematica dell'ipotesi nulla, in genere ci sarà un segno uguale. Questa ipotesi è indicata da H0.
L'ipotesi nulla è ciò su cui tentiamo di trovare prove nel nostro test di ipotesi. Speriamo di ottenere un valore p abbastanza piccolo da essere inferiore al nostro livello di significatività alfa e siamo giustificati nel respingere l'ipotesi nulla. Se il nostro valore p è maggiore dell'alfa, non riusciamo a respingere l'ipotesi nulla.
Se l'ipotesi nulla non viene respinta, allora dobbiamo stare attenti a dire cosa significa. Il pensiero su questo è simile a un verdetto legale. Solo perché una persona è stata dichiarata "non colpevole", ciò non significa che sia innocente. Allo stesso modo, solo perché non siamo riusciti a respingere un'ipotesi nulla, ciò non significa che l'affermazione sia vera.
Ad esempio, potremmo voler indagare sull'affermazione che, nonostante ciò che la convenzione ci ha detto, la temperatura corporea media degli adulti non è il valore accettato di 98,6 gradi Fahrenheit. L'ipotesi nulla per un esperimento per indagare su questo è "La temperatura corporea media degli adulti per soggetti sani è di 98,6 gradi Fahrenheit". Se non riusciamo a respingere l'ipotesi nulla, allora la nostra ipotesi di lavoro rimane che l'adulto medio che è sano ha una temperatura di 98,6 gradi. Non dimostriamo che questo è vero.
Se stiamo studiando un nuovo trattamento, l'ipotesi nulla è che il nostro trattamento non cambierà i nostri soggetti in alcun modo significativo. In altre parole, il trattamento non produrrà alcun effetto nei nostri soggetti.
L'ipotesi alternativa o sperimentale riflette che ci sarà un effetto osservato per il nostro esperimento. In una formulazione matematica dell'ipotesi alternativa, ci sarà tipicamente una disuguaglianza, o non uguale a un simbolo. Questa ipotesi è indicata da entrambi Hun' o da H1.
L'ipotesi alternativa è ciò che stiamo cercando di dimostrare in modo indiretto con l'uso del nostro test di ipotesi. Se l'ipotesi nulla viene respinta, allora accettiamo l'ipotesi alternativa. Se l'ipotesi nulla non viene respinta, allora non accettiamo l'ipotesi alternativa. Tornando all'esempio sopra della temperatura media del corpo umano, l'ipotesi alternativa è "La temperatura media del corpo umano adulto non è di 98,6 gradi Fahrenheit".
Se stiamo studiando un nuovo trattamento, allora l'ipotesi alternativa è che il nostro trattamento, infatti, cambia i nostri soggetti in modo significativo e misurabile.
La seguente serie di negazioni può essere d'aiuto quando si formano le ipotesi nulle e alternative. La maggior parte dei documenti tecnici si basa solo sulla prima formulazione, anche se è possibile vedere alcuni degli altri in un manuale di statistiche.