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1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,,單擊此處編輯母版文本樣式,,第二級,,第三級,,第四級,,第五級,,,,*,第十章,,基于秩次的非參數(shù)檢驗,太原房產(chǎn)網(wǎng),1,本章內(nèi)容:,第一節(jié),,配對樣本比較的Wilcoxon,符號秩檢驗,,第二節(jié),,兩個獨立樣本比較的Wilcoxon,秩和檢驗,,第三節(jié),完全隨機設(shè)計多個樣本比較的Kruskal-Wallis,H,檢驗,,第四節(jié),隨機區(qū)組設(shè)計多個樣本比較的Friedman,M,檢驗,,,,2,,概述,,前面所述的,計量資料的,t,檢驗和,F,檢驗,,,都是基于總體分布為正態(tài)分布、總體方差相等的前提下對總體均數(shù)進(jìn)行的檢驗。這類檢驗方法,總體分布為已知的函數(shù)形式,是對
2、其總體參數(shù)作假設(shè)檢驗稱為參數(shù)檢驗(parametric test)。,3,,若總體分布未知或已知總體分布與檢驗所要求的條件不符,數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換也不使其滿足參數(shù)檢驗的條件,這時需要采用一種不依賴于總體分布的具體形式,與總體參數(shù)無關(guān)的檢驗方法。這種方法不受總體參數(shù)的影響,它檢驗的是分布,不是參數(shù),稱為非參數(shù)檢驗(nonparametric test)。,,,4,,本章介紹常用的秩轉(zhuǎn)換(rank transformation)的非參數(shù)檢驗,也稱秩和檢驗(rank sum test),該類方法在非參數(shù)檢驗中占有重要地位。,,,秩轉(zhuǎn)換的非參數(shù)檢驗,是首先將定量數(shù)據(jù)從小到大,或等級從弱到強轉(zhuǎn)換成秩后,再求秩和,
3、計算檢驗統(tǒng)計量—秩統(tǒng)計量,做出統(tǒng)計推斷。,,5,,由于,秩統(tǒng)計量,的分布與原數(shù)據(jù)總體分布無關(guān),具有較好的穩(wěn)健性,可用于任何分布類型的資料。,,例如,一端或兩端有不確定數(shù)值(如 15.0)的資料、總體分布為偏態(tài)或分布不明的小樣本(比如n<30)資料、不滿足參數(shù)檢驗條件的資料、等級資料等。,,如果已知其計量資料滿足(或近似滿足)參數(shù)檢驗條件的,應(yīng)該選用參數(shù)檢驗的方法,因為此時若選用秩轉(zhuǎn)換的非參數(shù)檢驗的方法,會降低檢驗效能。,,6,,第一節(jié),配對設(shè)計和單樣本資料的符號秩和檢驗,7,一、,,配對設(shè)計資料的符號秩和檢驗,8,配對設(shè)計計量資料兩處理效應(yīng)的比較,一般采用配對,t,檢驗,如果差數(shù)嚴(yán)重偏離正態(tài)分
4、布,可采用,Wilcoxon秩檢驗,亦稱符號秩和檢驗(signed rank test)。一般認(rèn)為,在數(shù)據(jù)滿足配對,t,檢驗要求時,,Wilcoxon秩檢驗的功效是,檢驗,效能的95%左右。,,9,,目的是推斷配對樣本差值的,總體中位數(shù),是否和,0,有差別,即推斷配對的兩個相關(guān)樣本所來自的兩個總體中位數(shù)是否有差別。方法步驟見例8-1。,,10,,例,10-1,某研究者欲研究保健食品對小鼠抗疲勞作用,將同種屬的小鼠按性別和年齡相同、體重相近配成對子,共,10,對,并將每對中的兩只小鼠隨機分到保健食品兩個不同的劑量組,過一定時期將小鼠殺死,測得其肝糖原含量(,mg/100g,),結(jié)果見表,10-1
5、,,,,問不同劑量組的小鼠肝糖原含量有無差別?,11,,1. 建立檢驗假設(shè),確定檢驗水平,2. 求檢驗統(tǒng)計量,T,值,,①省略所有差值為0的對子數(shù),令余下的有效對子數(shù)為,n,,見表10-1第(4)欄,本例,n,=10;,,檢驗步驟,,若多個差值為,0,,可通過提高測量工具的精度來解決。,12,,②按差值的絕對值從小到大編秩,然后分別冠以正負(fù)號。遇差值絕對值相等則取,平均秩,,稱為相同秩(ties)(,樣本較小時,如果相同秩較多,檢驗結(jié)果會存在偏性,因此應(yīng)提高測量精度,盡量避免出現(xiàn)較多的相同秩,), 表10-1第(4)欄差值的絕對值為2.29有2個,其秩依次應(yīng)為1,2,皆取平均秩為1.5,見表1
6、0-1第(5).,③任取正秩和或負(fù)秩和為,T,,本例取,T,=6.5。,13,,3. 確定,P,值,作出推斷結(jié)論,,,(,1,)查表法( 時),,查,T,界值表(附表9),,,判斷原則:內(nèi)大外小,,。,14,,(,2,)正態(tài)近似法(,n,>50,時),超出附表9范圍,可用正態(tài),近似法作,u,檢驗。,,15,,當(dāng),n,不很大時,統(tǒng)計量,Z,需要作如下的連續(xù)性校正:,16,,二、一組樣本資料的符號秩和檢驗,,若單組隨機樣本來自正態(tài)總體,比較其總體均數(shù)與某常數(shù)是否不同,可用檢驗;若樣本來自非正態(tài)總體或總體分布無法確定,也可用,Wilcoxon,符號秩和檢驗,檢驗總體中位數(shù)是否等于某已知
7、數(shù)值。,17,,例,10-2,已知某地正常人尿氟含量的中位數(shù)為,2.15mmol/L,。今在該地某廠隨機抽取,12,名工人,測得尿氟含量(,mmol/L,),結(jié)果見表,10-2,。問該廠工人的尿氟含量是否高于當(dāng)?shù)卣H耍?18,,1、,求差值,0,M,x,d,i,-,=,,見,表,10,-,2,的第(,2,)欄。,2、,檢驗假設(shè),0,H,:差值的總體中位數(shù)等于零,即,0,),(,=,d,Md,1,H,:差值的總體中位數(shù)不等于零,即,0,),(,箎,d,Md,05,.,0,=,a,3.,編秩,對差值的絕對值編秩,方法同上。,4,.,求正、負(fù)秩和并確定檢驗統(tǒng)計量,本例,,T,+,=62.5,,,T
8、,-,=3.5,,,T,+,與,T,-,之和為,66,,恰好等于,11,(,11,+1)/2,,表明秩和,的計算無誤;取,T,=,min(,T,+,,,T,-,),=,3.5,。,19,,5.,確定,P,值并做出推斷結(jié)論,,本例,,n,=11,,,T,=3.5,,查配對設(shè)計用,T,界值表,得,P,<0.005,,按,,α,=0.05,檢驗水準(zhǔn),拒絕,接受??烧J(rèn)為該廠工人尿氟含量高于當(dāng)?shù)卣H恕?,20,,第二節(jié),完全隨機化設(shè)計兩獨立樣本的秩和檢驗,,,21,,一、兩組連續(xù)變量資料的秩和檢驗,,例,10-3,在河流監(jiān)測斷面優(yōu)化研究中,研究者從某河流甲乙兩個斷面分別隨機抽取,10,和,15,個樣品
9、,測得其亞硝酸鹽氮,(mg/L),的含量如表,10-3,,試比較甲乙兩個河流斷面亞硝酸鹽氮的含量有無差別?,22,,檢驗,,步驟,求檢驗統(tǒng)計量,T,值:,,23,,確定,P,值,作出推斷結(jié)論:,,(,1,)查表法,,查,T,界值表(成組設(shè)計用),先從左側(cè)找到,n,1,(,n,1,和,n,2,中的較小者),本例為,10,;再從表上方找兩組例數(shù)的差(,n,2,-,n,1,),本例,,n,2,-,n,1,=5,;在兩者交叉處即為,T,的臨界值。將檢驗統(tǒng)計量,T,值與,T,臨界值相比,若,T,值在界值范圍內(nèi),其,P,值大于相應(yīng)的概率;若,T,值等于界值或在界值范圍外,其,P,值等于或小于相應(yīng)的概率。本
10、例,,,概率為雙側(cè),0.05,對應(yīng)的,T,界值為,94,~,166,;,T,=136.0,并未超出該范圍,故,P>,0.05,;按,α,=0.05,檢驗水準(zhǔn),不拒絕,H,0,。不能認(rèn)為某河流甲乙斷面亞硝酸鹽氮含量的總體分布的位置不同。,,24,,若Z超過標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布的臨界值,則拒絕 。,,25,,二、兩組有序變量資料的秩和檢驗,,例,10-4,某研究者欲評價新藥按摩樂口服液治療高甘油三脂血癥的療效,將高甘油三脂血癥患者,189,例隨機分為兩組,分別用按摩樂口服液和山楂精降脂片治療,數(shù)據(jù)見表,10-4,,問兩種藥物治療高甘油三脂血癥的療效有無不同?,,26,,,,①,先確定各等級的合計人數(shù)
11、、秩范圍和平均秩,見表10-4的(4)欄、(5)欄和(6)欄,再計算兩樣本各等級的秩和,見(7)欄和(8)欄;,,,,②,本例,T,=7663;,,,27,,③計算Z值,28,,第三節(jié),完全隨機化設(shè)計多組獨立樣本的秩和檢驗,,29,一、多組連續(xù)變量資料的秩和檢驗,,例,10-5,某研究者欲研究,A,、,B,兩個菌種對小鼠巨噬細(xì)胞吞噬功能的激活作用,將,60,只小鼠隨機分為三組,其中一組為生理鹽水對照組,用常規(guī)巨噬細(xì)胞吞噬功能的監(jiān)測方法,獲得,,三組的吞噬指數(shù),試比較三組吞噬指數(shù)有無差別?,,30,,31,,二、多組有序變量資料的秩和檢驗,,,例,10-6,四種疾病患者痰液內(nèi)嗜酸性粒細(xì)胞的檢查結(jié)
12、果,,見表,10-6,。問四種疾病患者痰液內(nèi)嗜酸性粒細(xì)胞的等級分布,,有無差別?,,,,,,,,,,32,,第四節(jié),,隨機化區(qū)組設(shè)計資料的秩和檢驗,33,例,10-7,欲用學(xué)生的綜合評分來評價四種教學(xué)方式的不同,,,按照年齡、性別、年級、社會經(jīng)濟地位、學(xué)習(xí)動機相同和,,智力水平、學(xué)習(xí)情況相近作為配伍條件,將,4,名學(xué)生分為一組,,,共,8,組,每區(qū)組的,4,名學(xué)生隨機分到四種不同的教學(xué)實驗組,,,經(jīng)過相同的一段時間后,測得學(xué)習(xí)成績的綜合評分,,,試比較四種教學(xué)方式對學(xué)生學(xué)習(xí)成績的綜合評分影響有無不同?,,,,,,,,34,本例屬隨機化區(qū)組設(shè)計,觀察指標(biāo)為連續(xù)型變量資料,,,各實驗組(不同教學(xué)方式組)來自非正態(tài)總體,,,不宜做隨機化區(qū)組設(shè)計方差分析。,,,,35,,36,,