T檢驗(yàn)纪他,亦稱(chēng)student t檢驗(yàn)(Student’s t test)堡距,主要用于樣本含量較邪┠弧(例如n < 30)匆浙,總體標(biāo)準(zhǔn)差σ未知的正態(tài)分布员寇。T檢驗(yàn)是用t分布理論來(lái)推論差異發(fā)生的概率弄慰,從而比較兩個(gè)平均數(shù)的差異是否顯著。
【適用條件】
已知一個(gè)總體均數(shù)蝶锋;可得到一個(gè)樣本均數(shù)及該樣本標(biāo)準(zhǔn)差陆爽;樣本來(lái)自正態(tài)或近似正態(tài)總體。
若是單獨(dú)樣本T檢驗(yàn)扳缕,必須給出一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)值或總體均值慌闭,同時(shí),提供一組定量的觀測(cè)結(jié)果躯舔,應(yīng)用t檢驗(yàn)的前提條件是該組資料必須服從正態(tài)分布驴剔;若是配對(duì)樣本T檢驗(yàn),每對(duì)數(shù)據(jù)的差值必須服從正態(tài)分布庸毫;若是獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)仔拟,個(gè)體之前相互獨(dú)立,兩組資料均取自正態(tài)分布的總體飒赃,并滿(mǎn)足方差齊性利花。之所以需要這些前提條件科侈,是因?yàn)楸仨氃谶@樣的前提下所計(jì)算出的t統(tǒng)計(jì)量才服從t分布,而t檢驗(yàn)正是以t分布作為其理論依據(jù)的檢驗(yàn)方法炒事。后面的方差分析臀栈,其獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)的前提條件是相同的,即正態(tài)性額方差齊性挠乳。
【分類(lèi)】
單總T檢驗(yàn)(單獨(dú)樣本t檢驗(yàn))权薯,雙總T檢驗(yàn)(獨(dú)立樣本T檢驗(yàn),分為配對(duì)樣本T檢驗(yàn)和非配對(duì)樣本t檢驗(yàn))
在進(jìn)行 t 檢驗(yàn)之前睡扬,應(yīng)該對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行正態(tài)性檢驗(yàn)以及方差齊性檢驗(yàn)盟蚣。
正態(tài)性檢驗(yàn):Kolmogorov–Smirnov test、Anderson–Darling test卖怜、Shapiro-Wilk test屎开、Lilliefor test
方差齊次性檢驗(yàn):bartlett.test檢驗(yàn)、var.test檢驗(yàn)马靠、leveneTest檢驗(yàn)奄抽、Fligner-Killeen檢驗(yàn)
1. 單樣本T檢驗(yàn)
例1:某魚(yú)塘水的含氧量多年平均值為4.5mg/L,現(xiàn)在該魚(yú)塘設(shè)10點(diǎn)采集水樣,測(cè)定水中含氧量(單位:mg/L)分別為:4.33,4.62,3.89,4.14,4.78,4.64,4.52,4.55,4.48,4.26甩鳄,問(wèn)該次抽樣的水中含氧量與多年平均值是否有顯著差異逞度?
##################單樣本t檢驗(yàn)#####################################
Sites <- c(4.33,4.62,3.89,4.14,4.78,4.64,4.52,4.55,4.48,4.26)
# 1st 正態(tài)性檢驗(yàn)
shapiro.test(Sites)
# 2nd t-test: t.test(x, mu = 0, alternative = "two.sided")
t.test(Sites,mu=4.5) #mu表示的是平均數(shù)
p=0.3738>0.05,認(rèn)為所抽樣水體的含氧量與多年平均值無(wú)顯著差異妙啃。
2. 獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)
有兩種情況档泽,一種是兩個(gè)總體方差齊性,另一種是兩個(gè)總體方差不齊彬祖。
方差齊性時(shí)直接使用獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)茁瘦,當(dāng)兩樣本方差不齊時(shí)品抽,使用t′檢驗(yàn)储笑,t′檢驗(yàn)用于兩組間方差不齊時(shí),t′檢驗(yàn)的計(jì)算公式實(shí)際上是方差不齊時(shí)t檢驗(yàn)的校正公式圆恤。
2.1 非配對(duì)樣本T檢驗(yàn)
A. 兩樣本方差齊性
例2:用高蛋白和低蛋白兩種飼料飼養(yǎng)1月齡的大白鼠突倍,飼養(yǎng)3個(gè)月后,測(cè)定兩組大白鼠的增重量(g)盆昙,兩組數(shù)據(jù)分別如下所示:
高蛋白組:134,146,106,119,124,161,107,83,113,129,97,123
低蛋白組:70,118,101,85,107,132,94
試問(wèn)兩種飼料養(yǎng)殖的大白鼠增重量是否有顯著差異羽历?
#################兩樣本方差齊性
High<-c(134,146,106,119,124,161,107,83,113,129,97,123)
Low<-c(70,118,101,85,107,132,94)
Group<-c(rep(1,12),rep(0,7))#1表示High,0表示Low
x<-c(High,Low)
# 1st 正態(tài)性檢驗(yàn)
shapiro.test(High)
shapiro.test(Low)
# 2nd 方差齊性檢驗(yàn)
bartlett.test(x ~ Group) # 或者var.test(x~Group)
# 3rd t-test: t.test(formula, paired=FALSE, var.equal = TRUE)
t.test(High,Low,paired = FALSE, var.equal = TRUE) #寬數(shù)據(jù)格式
#或者可以使用
t.test(x ~ Group, paired = FALSE, var.equal = TRUE) #長(zhǎng)數(shù)據(jù)格式
p-value = 0.07543淡喜,大于0.05秕磷,結(jié)果表明兩種飼料養(yǎng)殖的大白鼠增重量無(wú)顯著差異。
B. 兩樣本方差不齊
例3:有人測(cè)定了甲乙兩地區(qū)某種飼料的含鐵量(mg/kg)炼团,結(jié)果如下:
甲地:5.9,3.8,6.5,18.3,18.2,16.1,7.6
乙地:7.5,0.5,1.1,3.2,6.5,4.1,4.7
試問(wèn)這種飼料含鐵量在兩地間是否有顯著差異澎嚣?
#################兩樣本方差不齊
JIA<-c(5.9,3.8,6.5,18.3,18.2,16.1,7.6)
YI<-c(7.5,0.5,1.1,3.2,6.5,4.1,4.7)
Content<-c(JIA,YI)
Group<-c(rep(1,7),rep(2,7))#1表示甲地疏尿,2表示乙地
# 1st 正態(tài)性檢驗(yàn)
shapiro.test(JIA)
shapiro.test(YI)
# 2nd 方差齊性檢驗(yàn)
bartlett.test(Content~Group)
# 3rd t-test: t.test(x, y, paired=FALSE, var.equal = F)
t.test(Content,Group,paired=FALSE,var.equal=FALSE)
方差齊性檢驗(yàn)表明,方差不等易桃,因此設(shè)定var.equal=FALSE褥琐,此時(shí)p=0.0023<0.05,表明該飼料在兩地的含鐵量有顯著差異晤郑。
2.2 配對(duì)樣本T檢驗(yàn)
例4:某人研究沖水對(duì)草魚(yú)產(chǎn)卵率的影響敌呈, 獲得沖水前后草魚(yú)產(chǎn)卵率(%),如下:沖水前:82.5,85.2,87.6,89.9,89.4,90.1,87.8,87.0,88.5,92.4
沖水后:91.7,94.2,93.3,97.0,96.4,91.5,97.2,96.2,98.5,95.8
問(wèn):沖水前后草魚(yú)親魚(yú)產(chǎn)卵率有無(wú)差異造寝?
#################配對(duì)樣本T檢驗(yàn)
Before<-c(82.5,85.2,87.6,89.9,89.4,90.1,87.8,87.0,88.5,92.4)
After<-c(91.7,94.2,93.3,97.0,96.4,91.5,97.2,96.2,98.5,95.8)
# 1st 正態(tài)性檢驗(yàn)
shapiro.test(Before-After)
# 2nd 方差齊性檢驗(yàn)
var.test(Before, After)
#不需要磕洪,配對(duì)T檢驗(yàn)檢驗(yàn)的前提條件之一:成對(duì)數(shù)據(jù)就是來(lái)自同一總體的。
# 3rd t-test
t.test(Before,After,paired = T,alternative = "two.sided",cond.lvel=0.95)
結(jié)果表明诫龙,p=2.548e-05<0.01褐鸥,表明沖水前后,草魚(yú)親魚(yú)的產(chǎn)卵率有非常顯著差異赐稽。
備注:本部分內(nèi)容分五塊:主要描述T檢驗(yàn)叫榕、F檢驗(yàn)、卡方檢驗(yàn)( χ^{2} 檢驗(yàn))姊舵,μ檢驗(yàn)(又稱(chēng)Z檢驗(yàn))晰绎,方差分析。其中T檢驗(yàn)主要應(yīng)用于小樣本資料括丁,F(xiàn)檢驗(yàn)主要對(duì)于方差齊性或方差同質(zhì)性進(jìn)行檢驗(yàn)荞下,卡方檢驗(yàn)主要應(yīng)用于適合性檢驗(yàn)、獨(dú)立性檢驗(yàn)和方差同質(zhì)性檢驗(yàn)史飞,μ檢驗(yàn)主要應(yīng)用于大樣本資料或方差已知的資料尖昏,方差分析(均數(shù)差異的顯著性檢驗(yàn))主要應(yīng)用于兩個(gè)及兩個(gè)以上樣本均數(shù)差別的顯著性檢驗(yàn)。
寫(xiě)于2020.02.10
修于2020.04.01
參考資料: