DataWhale概率統(tǒng)計4——方差分析

6.方差分析

6.1概要

方差分析(Analysis of variance ,ANOVA)主要研究分類變量作為自變量時同波,對因變量的影響是否顯著轮傍,用于兩個及兩個以上樣本均屬差別的顯著性檢驗氓栈。由于各種因素的影響彬犯,研究所得的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)波動狀赡模。造成波動的原因可分為兩類田炭,一是不可控的隨機因素,另一是研究中施加對結(jié)果形成影響的可控因素

6.2原理

方差分析(ANOVA)又稱“變異數(shù)分析”或“F檢驗”纺裁,是由羅納德·費雪爵士發(fā)明的诫肠,用于兩個及兩個以上樣本均數(shù)差別的

方差分析的基本原理是認為不同處理組的均數(shù)間的差別基本來源有兩個:

(1) 實驗條件司澎,即不同的處理造成的差異,稱為組間差異栋豫。用變量在各組的均值與總均值之偏差平方和的總和表示挤安,記作SSb,組間自由度dfb丧鸯。

(2)隨機誤差蛤铜,如測量誤差造成的差異或個體間的差異,稱為組內(nèi)差異丛肢,用變量在各組的均值與該組內(nèi)變量值之偏差平方和的總和表示围肥, 記作SSw,組內(nèi)自由度dfw蜂怎。

總偏差平方和 SSt = SSb + SSw穆刻。

組內(nèi)SSw、組間SSb除以各自的自由度(組內(nèi)dfw =n-m杠步,組間dfb=m-1氢伟,其中n為樣本總數(shù),m為組數(shù))幽歼,得到其均方MSw和MSb朵锣,一種情況是處理沒有作用,即各組樣本均來自同一總體甸私,MSb/MSw≈1诚些。另一種情況是處理確實有作用,組間均方是由于誤差與不同處理共同導(dǎo)致的結(jié)果皇型,即各樣本來自不同總體诬烹。那么,MSb>>MSw(遠遠大于)弃鸦。

MSb/MSw比值構(gòu)成F分布椅您。用F值與其臨界值比較,推斷各樣本是否來自相同的總體寡键。?

6.3基本思想

方差分析的基本思想是:通過分析研究不同來源的變異對總變異的貢獻大小,從而確定可控因素對研究結(jié)果影響力的大小雪隧。

6.4主要內(nèi)容

分析方法:根據(jù)資料設(shè)計類型的不同西轩,有以下2種方差分析方法:

1.對成組設(shè)計的多個樣本均值比較,應(yīng)采用完全隨機設(shè)計的方差分析脑沿,即單因素方差分析藕畔。

2.對隨機區(qū)組的多個樣本均值比較,應(yīng)采用配伍組設(shè)計的方差分析庄拇,即兩因素方差分析注服。

兩類方差分析的異同:

兩類方差分析的基本步驟相同韭邓,只是變異的分解方式不同,對成組設(shè)計的資料溶弟,總變異分解為組內(nèi)變異和組間變異(隨機誤差)女淑,即:SS總=SS組間+SS組內(nèi),而對配伍組設(shè)計的資料辜御,總變異除了分解為處理組變異和隨機誤差外還包括配伍組變異鸭你,即:SS總=SS處理+SS配伍+SS誤差 。

基本步驟

整個方差分析的基本步驟如下:

1擒权、建立檢驗假設(shè)袱巨;

H0:多個樣本總體均值相等;

H1:多個樣本總體均值不相等或不全等碳抄。

檢驗水準為0.05愉老。

2、計算檢驗統(tǒng)計量F值剖效;

3嫉入、確定P值并作出推斷結(jié)果。

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