第四章定量资料的参数估计与假设检验基础1抽样与抽样误差抽样方法本身所引起的误差。当由总体中随机地抽取样本时，哪个样本被抽到是随机的，由所抽到的样本 得到的样本指标x与总体指标 卩之间偏差，称为实际抽样误差。当总体相当大时，可能被抽取的样本非常多，不可能列出所有的实际抽样误差，而用平均抽样误差来表征各样本实际抽样误差的平均水平。T x CT /SxS/2t分布t分布曲线形态与n 确切地说与自由度 v大小有关。与标准正态分布曲线相比，自由度 v越小，t分布 曲线愈平坦，曲线中间愈低，曲线双侧尾部翘得愈高；自由度v愈大，t分布曲线愈接近正态分布曲线，当自由度V8时，t分布曲线为标准正态分布曲线。tX-u/SxX-u/S/,VN-1正态分布normaldistribution是数理统计中的一种重要的理论分布，是许多统计方法的理论基础。正态分布有两个参数，卩 和T,决定了正态分布的位置和形态。为了应用方便，常将 一般的正态变量X通过u变换X-卩/ t转化成标准正态变量u,以使原来各种形态的正态分布 都转换为 卩0,t 1的标准正态分布standardnormaldistribution ,亦称u分布。根据中心极限定理，通过上述的抽样模拟试验表明，在正态分布总体中以固定n,抽取若干个样本时，样本均数的分布仍服从正态分布，即 Ny,c。所以，对样本均数的分布进行 u 变换，也可变换为标准正态分布 N0,1由于在实际工作中，往往 t是未知的，常用s作为t的估计值，为了与u变换区别，称为 t变换，统计量t值的分布称为t分布。假设X服从标准正态分布N 0,1 ，丫服从x 2 n分布，那么ZX/sqrtY/n的分布称为 自由度为n的t分布，记为Ztn。特征1.以0为中心，左右对称的单峰分布;2.t分布是一簇曲线，其形态变化与n （确切地说与自由度v）大小有关。自由度v越 小，t分布曲线越低平；自由度v越大，t分布曲线越接近标准正态分布（u分布）曲线，如图t（n）分布与标准正态N（0,1）的密度函数对应于每一个自由度v,就有一条t分布曲线，每条曲线都有其曲线下统计量t的分布规律，计算较复杂。学生的t分布（或也t分布），在概率统计中，在置信区间估计、显着性检验等问题的计算 中发挥重要作用。t分布情况出现时（如在几乎所有实际的统计工作）的总体标准偏差是未知的，并要从数据 估算。教科书问题的处理标准偏差，因为如果它被称为是两类（1）那些在该样本规模是如此之大的一个可处理的数据为基础估计的差异，就好像它是一定的（2）这些说明数学推理，在其中的问题，估计标准偏差是暂时忽略的，因为这不是一点，这是作者或导师当时的解释。3.均数的参数估计可信区间按一定的概率或可信度（1- a ）用一个区间来估计总体参数所在的范围，该范围通常称为参数的可信区间或 者置信区间，预先给定的概率 （1- a ）称为可信度或者置信度，常取95或 991.点估计用样本统计量直接作为总体参数的估计值。其方法简单，易于理解，但为考虑抽样误差的大小。2.区间估计既按照预先给定的概率（1-a ），确定的包含总体参数的可能范围。该范围被称为总体参数的可信区间或置信区间。假设检验基础假设检验的基本思想是小概率反证法思想。小概率思想是指小概率事件（ PV0.01或PV0.05）在一次试验中基本上不会发生。反证法思想是先提出假设 （检验假设H0），再用适当的统计方法确 定假设成立的可能性大小，如可能性小，贝U认为假设不成立，若可能性大，贝U还不能认为不假设堆验的功奴错数假设检验假设是否正确，要用从总体中抽出的样本进行检验，与此有关的理论和方法，构成假设检验 的内容。设A是关于总体分布的一项命题，所有使命题 A成立的总体分布构成一个集合h0,称为 原假设（常简称假设）。使命题A不成立的所有总体分布构成另一个集合 h1，称为备择假设。如果 h0可以通过有限个实参数来描述，则称为参数假设，否则称为非参数假设（见非参数结果）。如果 hO（或hi）只包含一个分布，则称原假设（或备择假设）为简单假设，否则为复合假设。对一个假设 hO进行检验，就是要制定一个规则，使得有了样本以后，根据这规则可以决定是接受它（承认命 题A正确），还是拒绝它（否认命题 A正确）。这样，所有可能的样本所组成的空间（称样本空 间）被划分为两部分HA和HR（HA勺补集），当样本x HA时，接受假设hO;当x HR时，拒绝 hO。集合HF常称为检验的拒绝域，HA称为接受域。因此选定一个检验法，也就是选定一个拒绝 域，故常把检验法本身与拒绝域 HR基本步骤1、提出检验假设又称无效假设，符号是 H0;备择假设的符号是H1。H0样本与总体或样本与样本间的差异是由抽样误差引起的；H1样本与总体或样本与样本间存在本质差异；预先设定的检验水准为0.05 ;当检验假设为真，但被错误地拒绝的概率，记作a,通常取a 0.05 或 a 0.01 o2、选定统计方法，由样本观察值按相应的公式计算出统计量的大小，如X2值、t值等。根 据资料的类型和特点，可分别选用 Z检验，T检验，3、根据统计量的大小及其分布确定检验假设成立的可能性P的大小并判断结果。若Pa,结论为按a所取水准不显着，不拒绝 H0,即认为差别很可能是由于抽样误差造成的，在统计上 不成立；如果PWa,结论为按所取a水准显着，拒绝H0,接受H1,则认为此差别不大可能仅 由抽样误差所致，很可能是实验因素不同造成的，故在统计上成立。P值的大小一般可通过查阅相应的界值表得到。t检验 若总体服从正态分布N卩，c），但c未知，记，，则t遵从自由度为n-1的t分 布，可对卩有以下的水平为a的检验，其中t a为自由度为n-1的t分布的上a分位数。这些 检验称为t检验。第五章定量资料的t检验前言T检验主要用于样本含量较小（例如 n30）,总体标准差c未知的正态分 布资料。t检验是用t分布理论来推论差异发生的概率，从而比较两个平均数的差异是否显着。一、t检验分为单总体检验和双总体检验。1.单总体t检验是检验一个样本平均数与一个已知的总体平均数的差异是否显着。当总体分 布是正态分布，如总体标准差未知且样本容量小于30,那么样本平均数与总体平均数的离差统计量呈t分布。单总体t检验统计量为t为样本平均数与总体平均数的离差统计量为样本平均数卩为总体平均数（T X为样本标准差 n为样本容量2.双总体t检验是检验两个样本平均数与其各自所代表的总体的差异是否显着。双总体 t检 验又分为两种情况，一是独立样本t检验，一是配对样本t检验。独立样本t检验统计量为S和S2为两、样本方差；ni和丘为两样本容量。（上面的公式是1/n汁1/门2不是减）1/n i-1/n 2的话无法计算相同的样本空间配对样本t检验统计量为二、适用条件（1）已知一个总体均数；（2）可得到一个样本均数及该样本标准差；（3）样本来自正态或近似正态总体。三、t检验步骤以单总体t检验为例说明问题难产儿出生体重n35,丈3.42 ,S0.40,般婴儿出生体重 卩。3.30 （大规模调查获 得），问相同否解1.建立假设、确定检验水准 aH0 卩卩 0 （零假设，nullhypothesis ）H 卩工卩 0 （备择假设，alternativehypothesis ，）双侧检验，检验水准a 0.052.计算检验统计量3.查相应界值表，确定P值，下结论查附表1，1 0.05/2.34 2.032,tt 0.05/2.34 ,P0.05，按a 0.05水准，不拒绝H0,两者的差别无统计 学意义当总体呈正态分布，如果总体标准差未知，而且样本容量30,那么这时一切可能的样本平均数与总体平均数的离差统计量呈t分布。检验是用t分布理论来推论差异发生的概率，从而比较两个平均数的差异是否显着。检验分 为单总体t检验和双总体t检验。四、t检验注意事项1选用的检验方法必须符合其适用条件（注意t检验的前提是资料服从正态分布）。理论 上，即使样本量很小时，也可以进行 t检验。（如样本量为10，一些学者声称甚至更小的样本也 行），只要每组中变量呈正态分布，两组方差不会明显不同。如上所述，可以通过观察数据的分 布或进行正态性检验估计数据的正态假设。方差齐性的假设可进行F检验，或进行更有效的Levenes检验。如果不满足这些条件，只好使用非参数检验代替 t检验进行两组间均值的比较。2、区分单侧检验和双侧检验。单侧检验的界值小于双侧检验的界值，因此更容易拒绝，犯第I错误的可能性大。t检验中的p值是接受两均值存在差异这个假设可能犯错的概率。在统计学 上上，当两组观察对象总体中的确不存在差别时，这个概率与我们拒绝了该假设有关。一些学者 认为如果差异具有特定的方向性，我们只要考虑单侧概率分布，将所得到t-检验的P值分为两半。另一些学者则认为无论何种情况下都要报告标准的双侧t检验概率。3、假设检验的结论不能绝对化。当一个统计量的值落在临界域内，这个统计量是统计上显着的，这时拒绝虚拟假设。当一个统计量的值落在接受域中，这个检验是统计上不显着的，这是不 拒绝虚拟假设H0。因为，其不显着结果的原因有可能是样本数量不够拒绝H0,有可能犯第I类错误。4、正确理解P值与差别有无统计学意义。P越小，不是说明实际差别越大，而是说越有理由 拒绝H0,越有理由说明两者有差异，差别有无统计学意义和有无专业上的实际意义并不完全相同。5、假设检验和可信区间的关系结论具有一致性差异提供的信息不同区间估计给出总体均值可能取值范围，但不给出确切的概率值，假设检验可以给出H0成立与否的概率。6、涉及多组间比较时，慎用t检验。科研实践中，经常需要进行两组以上比较，或含有多个自变量并控制各个自变量单独效应后 的各组间的比较，（如性别、药物类型与剂量），此时，需要用方差分析进行数据分析，方差分 析被认为是T检验的推广。在较为复杂的设计时，方差分析具有许多t-检验所不具备的优点。（进行多次的T检验进行比较设计中不同格子均值时）。第六章定量资料的方差分析6.1方差分析的基本思想和应用条件1.总变异各样本数值与总均数不同。总变异反映所有观察值的变异，量化值所有数据的均方 MS总来表示。SS总E（ X-）2MS总二SS总/v 总 v 总N-12.组间变异各组别间的均数不相同。包括了变量影响和随机误差。SS组间二艺mi- 2MS组间二SS组间/v组间v组间k-13.组内变异组内的个数值不同。反映随机误差，又称误差变异。SS组内SS总-SS组间MS组内二SS组内/v组内V组内二N-kF二MS组间/MS组内1、各样本相互独立切随机，服从正态分布。2、总体方差相等，即方差齐性。6.2完全随机设计资料的方差分析1 建立假设检验，确定检验水准。2 计算检验统计量变异来源SSvMSFP总变异组间变异组内变异3 确定P值，做出推断结论。6.3随机区组设计资料的方差分析SS总二SS处理SS区组SS误差v总v处理v区组v误差变异来源SSvMSF总变异工X- 2N-1处理组2hii-2k-1SS处理/v处理MS处理/MS误差区组刃 jj-2b-1SS区组/v区组MS区组/MS误差误SS总-SS处理-V总-V处理-vSS误差/v误差SS区组区组6.4多个样本均数的两两比较又称q检验qA-B/S a-b A-B/ VMSe/21/n a1/n分子为任意两个对比组 A、B的样本均数之差，分母是差值的标准误，n是样本的例数，MSe为前述方差分析中算的MS组内或MS误差。又称Dunnett-t检验TDT- c/S T-C T-C/ VMSe/21/n t1/nQT代表多个处理组，C为对照组。t检验练习题一、单项选择题1.两样本均数比较,检验结果P 0.05说明A.两总体均数的差别较小B.两总体均数的差别较大C.支持两总体无差别的结论 D.不支持两总体有差别的结论E.可以确认两总体无差别2.由两样本均数的差别推断两总体均数的差别，其差别有统计学意义是指A.两样本均数的差别具有实际意义B.两总体均数的差别具有实际意义C.两样本和两总体均数的差别都具有实际意义D.有理由认为两样本均数有差别E.有理由认为两总体均数有差别3.两样本均数比较,差别具有统计学意义时,P值越小说明A.两样本均数差别越大B.两总体均数差别越大E.越有理由认为两样本均数相同4.减少假设检验的U类误差，应该使用的方法是A.减少I类错误B.减少测量的系统误差C.减少测量的随机误差D.提高检验界值E.增加样本含量5两样本均数比较的t检验和u检验的主要差别是A.t检验只能用于小样本资料B.u检验要求方差已知或大样本资料C.t检验要求数据方差相同D.t检验的检验效能更高E.u检验能用于两大样本均数比较答案DEDEB二、计算与分析1.已知正常成年男子血红蛋白均值为 140g/L，今随机调查某厂成年男子 60人，测其血红蛋 白均值为125g/L ,标准差15g/L。问该厂成年男子血红蛋白均值与一般成年男子是否不同参考答案因样本含量n50 n 60,故采用样本均数与总体均数比较的 u检验。1 建立检验假设，确定检验水平Ho o，该厂成年男子血红蛋白均值与一般成年男子相同比，该厂成年男子血红蛋白均值与一般成年男子不同0.052 计算检验统计量X 140 125/ ,n 15 、607.753 确定P值，做出推断结论d 11.6,d220.36均值与一般成年男子不同，该厂成年男子血红蛋白均值低于一般成年男子。2.某研究者为比较耳垂血和手指血的白细胞数，调查12名成年人，同时采取耳垂血和手指血见下表，试比较两者的白细胞数有无不同。表成人耳垂血和手指血白细胞数10g/L编号耳垂血手指血19.76.726.25.437.05.745.35.058.17.569.98.374.74.685.84.297.87.5108.67.0116.15.3129.910.3参考答案本题为配对设计资料，采用配对t检验进行分析1 建立检验假设，确定检验水平H d0，成人耳垂血和手指血白细胞数差异为零H d 0，成人耳垂血和手指血白细胞数差异不为零0.052 计算检验统计量SX24.323,S21.107本题是两个小样本均数比较，可用成组设计 t检验，首先检验两总体方差是否相等。H0 1 2，即两总体方差相等Hi 12工2，即两总体方差不等0.05Fsf 1.1072S21.01521.19FO0512,14 2.531.19，FF0.0512,14，故 P0.05，按 a 0.05 水准，不拒绝 H0,差别无统计 学意义。故认为健康人与川度肺气肿病人a 1抗胰蛋白酶含量总体方差相等，可直接用两独立样本均数比较的t检验。1建立检验假设，确定检验水平1抗胰蛋白酶含量相同1抗胰蛋白酶含量不同H 0 12，健康人与川度肺气肿病人H1 12，健康人与川度肺气肿病人0.052计算检验统计量Sc2 22 g 1冷仇1庖1 12 n22X1 X20 |X1 X2ISx xSx x5.63X X 2X X 23 确定P值，做出推断结论t 5.63 t0.001/ 2,26，PV0.001，拒绝H，接受H，差别有统计学意义，可认为健康人与川度肺气肿病人a 1抗胰蛋白酶含量不同。4.某地对241例正常成年男性面部上颌间隙进行了测定，得其结果如下表，问不同身高正常 男性其上颌间隙是否不同表某地241名正常男性上颌间隙cm身高cm例数均数标准差1611160.21890.23511721250.22800.2561参考答案本题属于大样本均数比较，采用两独立样本均数比较的u检验由上表可知，n 1116，X1 0.2189,S0.2351125,X7 0.2280,S2 0.25611建立检验假设，确定检验水平H。
12，不同身高正常男性其上颌间隙均值相同比12，不同身高正常男性其上颌间隙均值不同0.05计算检验统计量3X1X2SX1X2X1 X2 0.91.S25 S；/n2确定P值，做出推断结论u 0.911.96,故P0.05,按a 0.05水准，不拒绝H0,差别无统计学意义，尚不能认为不同 身高正常男性其上颌间隙不同。5.将钩端螺旋体病人的血清分别用标准株和水生株作凝溶试验，测得稀释倍数如下表，问两 组的平均效价有无差别表钩端螺旋体病患者凝溶试验的稀释倍数标准株100 200 400 400 400 400 800 1600 1600 1600 3200 3200 3200水生株100 100 100 200 200 200 2004004008001600参考答案本题采用两独立样本几何均数比较的t检验。t 2.689t 0.05/2,22 ,P0.05，拒绝H）,接受H，差别有统计学意义，可认为两组的平均效价 有差别。6.为比较男、女大学生的血清谷胱甘肽过氧化物酶 （GSH-Px）的活力是否相同，某医生对某大 学1822岁大学生随机抽查男生48名，女生46名，测定其血清谷胱甘肽过氧化酶含量（活力单 位），男、女性的均数分别为 96.53和93.73，男、女性标准差分别为7.66和14.97。问男女性 的GSH-Px是否相同参考答案由题意得 n148，X96.53，S17.66n246，X2 93.73，S2 14.97本题是两个小样本均数比较，可用成组设计 t检验或t 检验，首先检验两总体方差 是否相等。12二22，即两总体方差相等Hi 12工22，即两总体方差不等0.05F S； 7.662S214.9723.82F3.82 Fo.05 47,45，故P0.05，差别有统计学意义，按0.05水准，拒绝H，接受H，故认为男、女大学生的血清谷胱甘肽过氧化物酶的活力总体方差不等，不能直接用两独立样本均数 比较的t检验，而应用两独立样本均数比较的 t检验。X X 2t1.53 ,t 0.05/2 2.009 ,t t 0.05/2 ,P0.05，按a 0.05水准，不拒绝H0,差别无统计学意义，尚不能认为男性与女性的 GSH-Px有差别分工第四章的资料段磊第五章的资料张天翼第六章的资料陈菲t检验练习题杨吉程整理资料与查缺补漏董永涛