一、完全随机设计的多个样本均数的比较

又称单因素方差分析。把总变异分解为组间(处理间)变异和组内变异(误差)两部分。目的是推断k个样本所分别代表的μ1,μ2,……μk是否相等,以便比较多个处理的差别有无统计学意义。其计算公式见表19-6。

表19-6 完全随机设计的多个样本均数比较的方差分析公式

变异来源 离均差平方和SS 自由度v 均方MS F
总 ΣX2-C* N-1
组间(处理组间) k-1 SS组间/v组间 MS组间/MS组间
组内(误差) SS总-SS组间 N-k SS组内/v组内

*C=(ΣX)2/N=Σni,k为处理组数

表19-7 F值、P值与统计结论

α F值 P值 统计结论
0.05 <F0.05(v1.V2) >0.05 不拒绝H,差别无统计学意义
0.05 ≥F0.05(v1.V2) ≤0.05 拒绝H,接受H1,差别有统计学意义
0.01 ≥F0.01(v1.V2) ≤0.01 拒绝H,接受H1,差别有高度统计学意义

方差分析计算的统计量为F,按表19-7所示关系作判断。

例19.9 某湖水不同季节氯化物含量测量值如表19-8,问不同季节氯化物含量有无差别?

表19-8 某湖水不同季节氯化物含量(mg/L)

Xij 春 夏 秋 冬
22.6 19.1 18.9 19.0
22.8 22.8 13.6 16.9
21.0 24.5 17.2 17.6
16.9 18.0 15.1 14.8
20.0 15.2 16.6 13.1
21.9 18.4 14.2 16.9
21.5 20.1 16.7 16.2
21.2 21.2 19.6 14.8
ΣXijj 167.9 159.3 131.9 129.3 588.4(ΣX)
ni 8 8 8 8 32(N)
Xi 20.99 19.91 16.49 16.16
ΣX2ijj 3548.51 3231.95 2206.27 2114.11 11100.84(ΣX2)

H:湖水四个季节氯化物含量的总体均数相等,即μ1=μ2=μ3=μ4

H1:四个总体均数不等或不全相等

α=0.05

先作表19-8下半部分的基础计算。

C= (Σx)2/N=(588.4)2/32=10819.205

SS总=Σx2-C=11100.84-10819.205=281.635

V总=N-1=31

V组间=k-1=4-1=3

SS组内=SS总-SS组间=281.635-141.107=140.465

V组内=N-k=32-4=28

MS组间=SS组间/v组间=141.107/3=47.057

MS组内=SS组内/v组内=140.465/28=5.017

F=MS组间/MS组内=47.057/5.017=9.380

以v1(即组间自由度)=3,v2(即组内自由度)=28查附表19-2,F界值表,得F0.05(3,28)=2.95,F0.01(3,28)=4.57。本例算得的F=9.380>F0.01(3,28),P<0.01,按α=0.05检验水准拒绝H,接受H1,可认为湖水不同季节的氯化物含量不等或不全相等。必要时可进一步和两两比较的q检验,以确定是否任两总体均数间不等。

资料分析时,常把上述计算结果列入方差分析表内,如表19-9。

表19-9 例19.9资料的方差分析表

变异来源 SS v MS F P
组间 141.170 3 47.057 9.38 <0.01
组内 140.465 28 5.017
总 281.635 31
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