构造检验的统计量

二、构造检验的 统计

(一)计算各因素的水平均值

假定从第j个总体中抽取一个容量为nj的简单随机样本,第j个总体的样本均值图示为该样本的全部观察值总和除以观察值的个数,公式为

图示

式中,nj表示第j个总体的样本观察值个数;xij表示第j个总体的第i个观察值。

(二)计算全部观察值的总均值

全部观察值的总和除以观察值的总个数,令总均值为=x,则计算公式为

图示

式中,n=n1+n2+…+nr

(三)计算离差平方和

(1)总离差平方和(SST:Sum of Squares for Total),是全部观察值xij与总平均值=x的离差平方和,反映全部观察值的离散状况,计算公式为

图示

(2)水平项离差平方和(SSA:Sumof Squares for Factor A),是各组平均值图示j(j=1,2,…,r)与总平均值=x的离差平方和,反映各总体的样本均值之间的差异程度,又称组间平方和。该平方和既包括随机误差,也包括系统误差。计算公式为(https://www.daowen.com)

图示

(3)误差项离差平方和(SSE:Sum of Squares for Error),是每个水平或组的各样本数据与其组平均值的离差平方和,反映每个样本各观察值的离散状况,又称组内平方和。该平方和反映的是随机误差的大小,计算公式为

图示

总离差平方和(SST)、误差项离差平方和(SSE)、水平项离差平方和(SSA)之间的关系

图示

式中,SST反映全部数据总的误差程度;SSE反映随机误差的大小;SSA反映随机误差和系统误差的大小。如果原假设成立,则表明没有系统误差,组间平方和SSA除以自由度后的均方与组内平方和SSE和除以自由度后的均方差异就不会太大;如果组间均方显著地大于组内均方,说明各水平(总体)之间的差异不仅有随机误差,还有系统误差,判断因素的水平是否对其观察值有影响,实际上就是比较组间方差与组内方差之间差异的大小。

(四)计算均方

各误差平方和的大小与观察值的多少有关,为消除观察值多少对误差平方和大小的影响,需要将其平均,这就是均方,也称为方差,计算方法是用误差平方和除以相应的自由度

三个平方和对应的自由度分别是:

SST的自由度为n-1,其中n为全部观察值的个数。SSA的自由度为r-1,其中r为因素水平(总体)的个数。

SSE的自由度为n-r。

组间方差:SSA的均方,记为MSA,计算公式为

图示

组内方差:SSE的均方,记为MSE,计算公式为

图示

(五)构造检验的F统计量

将MSA和MSE进行对比,即得到所需要的检验统计量F,当H0为真时,二者的比值服从分子自由度为r-1、分母自由度为n-r的F分布,即

图示