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第5章t检验ppt课件 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望t 检验检验问题提出问题提出假设检验是通过两组或多组的样本统计量的差别假设检验是通过两组或多组的样本统计量的差别或样本统计量与总体参数的差异来推断他们相应或样本统计量与总体参数的差异来推断他们相应的总体参数是否相同；的总体参数是否相同；医疗卫生实践中最常见的是计量资料两组比较的医疗卫生实践中最常见的是计量资料两组比较的问题；问题；t t检验检验(t t test,student test,student t t test)test)和和u u检验检验(u u test)test)是用于计量资料两组比较的最常用的假设检是用于计量资料两组比较的最常用的假设检验方法验方法如两种疗法治疗糖尿病的疗效比较如两种疗法治疗糖尿病的疗效比较2525例糖尿病患者例糖尿病患者随机分成两组，随机分成两组，甲组单纯用药物甲组单纯用药物治疗，乙组采用治疗，乙组采用药物治疗合并饮药物治疗合并饮食疗法，二个月食疗法，二个月后测空腹血糖后测空腹血糖(mmol/L)(mmol/L)问两种问两种疗法治疗后患者疗法治疗后患者血糖值是否相同血糖值是否相同？药物治疗药物治疗合并饮食疗法 1 2n1=12=15.21=10.85 n2=13 甲组乙组总体总体样本样本？推断t 检验检验问题提出问题提出根据研究设计根据研究设计t t检验可由三种形式：检验可由三种形式：单个样本的单个样本的t t检验检验配对样本均数配对样本均数t t检验检验(非独立两样本均数非独立两样本均数t t检验检验)两个独立样本均数两个独立样本均数t t检验检验t t检验是以检验是以t t分布为基础的分布为基础的,为便于学习在介绍为便于学习在介绍t t检检验前先介绍验前先介绍t t分布分布 t t分布分布tt值与值与t t分布的引入分布的引入1.961.960.0250.025X0N(,2)N(0,1)样本均数正态分布样本均数正态分布观察值正态分布观察值正态分布t分布分布标准正态分布标准正态分布S代替代替 t t分布分布 特征特征 不服从标准正态分布，小样本时服从不服从标准正态分布，小样本时服从自由度自由度=n n-1-1的的t t分布分布 t t分布曲线是以分布曲线是以0 0为中心的对称分布为中心的对称分布自由度较小时自由度较小时,曲线峰的高度低于标准正态曲线峰的高度低于标准正态曲线曲线,且曲线峰的宽度也较标准正态分布曲且曲线峰的宽度也较标准正态分布曲线峰狭，尾部面积大于标准正态曲线尾部线峰狭，尾部面积大于标准正态曲线尾部面积面积,而且自由度越小，而且自由度越小，t t分布的这种特征分布的这种特征越明显越明显 （翘尾低狭峰）（翘尾低狭峰）t t分布分布 特征特征自由度自由度越大，越大，t t分分布越接近于正态分布越接近于正态分布；当自由度布；当自由度逼逼近近时，时，t t分布趋向分布趋向于标准正态分布。于标准正态分布。自由度自由度不同，曲不同，曲线形态不同，线形态不同，t t分分布是一簇曲线。布是一簇曲线。概率概率、自由度、自由度 与与t t值关系值关系 tt界值界值标准正态分布中标准正态分布中u u值大小与尾部面积（概率值大小与尾部面积（概率）有）有关，以关，以 (单侧）和单侧）和u u/2/2（双侧）表示；（双侧）表示；在在t t分布中，当自由度一定时分布中，当自由度一定时 越小，越小，|t|t|越大；越大；在在 一定时，自由度越小，一定时，自由度越小，|t|t|越大，大于越大，大于u u值值在在t t分布中，分布中，t t值与值与、的大小有关；的大小有关；在单侧时（尾部面积取单侧）在单侧时（尾部面积取单侧）t t 界值表示为界值表示为t t ,双侧时表示为双侧时表示为t t/2,/2,，其意义为，其意义为 一定自由度一定自由度 和概率和概率 下的下的 t t值值t t ,，t t/2,/2,可通可通过查过查t t界值表界值表附表获得；附表获得；例如例如=9,=9,单侧单侧=0.05=0.05，查附表得单侧，查附表得单侧 t t0.05,90.05,9=1.833=1.833自由度自由度n n-1-1 35-135-1 34 34，查附表，查附表2 2，得，得t t0.05/2,340.05/2,34=2.032 =2.032 概率概率、自由度、自由度 与与t值关系值关系 t界值界值第一节单个样本第一节单个样本t t检验检验又称单样本均数又称单样本均数t t检验检验(one sample(one sample t t test),test),适用适用于样本均数与已知总体均数于样本均数与已知总体均数0 0的比较的比较,其比较目其比较目的是检验样本均数所代表的总体均数的是检验样本均数所代表的总体均数是否与已是否与已知总体均数知总体均数0 0有差别。有差别。已知总体均数已知总体均数0 0一般为标准值、理论值或经大量一般为标准值、理论值或经大量观察得到的较稳定的指标值。观察得到的较稳定的指标值。单样单样t t检验的应用条件是总体标准检验的应用条件是总体标准 未知的小样本未知的小样本资料资料(如如n n50),t t0.01(11)0.01(11)，P P 0.01 t t t t0.05(23)0.05(23)，0.01 0.01 F F0.05(11,12)0.05(11,12)P P 0.052.179,t t t0.05(12)0.05(12),P P 0.05 0.05 按按Cochran&CoxCochran&Cox法计算校正界值法计算校正界值,先查先查t t界值表界值表 得得t t0.05(11)0.05(11)2.2012.201，t t0.05(12)0.05(12)2.179,2.179,再按公式计算再按公式计算t t 检验实例分析步骤检验实例分析步骤确定值得确定值得P P 0.0550)50)时时样本均数与总体均数比较、配对设计样本均数比样本均数与总体均数比较、配对设计样本均数比较和两独立样本均数比较的假设检验较和两独立样本均数比较的假设检验,可以计算检可以计算检验统计量验统计量u u值值 标准正态变量标准正态变量u u的界值双侧时的界值双侧时,单侧时单侧时所计算的统计量所计算的统计量u u值与这些界值比较值与这些界值比较,很容易确定很容易确定P P值和作出推断结论值和作出推断结论 U U 检验原理检验原理成组设计的两样本均数比较的统计量成组设计的两样本均数比较的统计量u u值计值计算中算中,两均数差的标准误为两均数差的标准误为统计量统计量u u值的计算公式为值的计算公式为 U U 检验检验实例分析实例分析例例5-4 5-4 研究正常人与高血压患者胆固醇含研究正常人与高血压患者胆固醇含量量(mg%)(mg%)的资料如下的资料如下,试比较两组血清胆固试比较两组血清胆固醇含量有无差别。醇含量有无差别。正常人组正常人组 高血压组高血压组 U U 检验检验实例分析步骤实例分析步骤建立检验假设建立检验假设,确定检验水平确定检验水平,即正常人与高血压患者血清胆固醇值即正常人与高血压患者血清胆固醇值总体均数相同总体均数相同;,即正常人与高血压患者血清胆固醇值即正常人与高血压患者血清胆固醇值总体均数不同总体均数不同;=0.05,=0.05,双侧。双侧。计算统计量计算统计量u u值值将已知数据代入公式将已知数据代入公式,得得U U 检验检验实例分析步骤实例分析步骤确定确定P P值值,作出推断结论作出推断结论本例本例u u=10.402.58,=10.402.58,故故P P0.01,0.01,按按=0.05=0.05水准拒绝水准拒绝H H0 0,接受接受H H1 1,可以认为正可以认为正常人与高血压患者的血清胆固醇含量有常人与高血压患者的血清胆固醇含量有差别差别,高血压患者高于正常人。高血压患者高于正常人。第六节第六节 t t 检验中的注意事项检验中的注意事项 1.1.假假设设检检验验结结论论正正确确的的前前提提 作作假假设设检检验验用用的的样样本本资资料料，必必须须能能代代表表相相应应的的总总体体，同同时时各各对对比比组组具具有有良良好好的的组组间间均均衡衡性性,才才能能得得出出有有意意义义的的统统计计结结论论和和有有价价值值的的专专业业结结论论。这这要要求求有有严严密密的的实实验验设设计计和和抽抽样样设设计计,如如样样本本是是从从同同质质总总体体中中抽抽取取的的一一个个随随机机样样本本,试试验验单单位位在在干干预预前前随随机机分分组组,有有足足够够的样本量等。的样本量等。第六节第六节 t t 检验中的注意事项检验中的注意事项 2.2.检验方法的选用及其适用条件检验方法的选用及其适用条件,应应根据分析目的、研究设计、资料类型、样根据分析目的、研究设计、资料类型、样本量大小等选用适当的检验方法。本量大小等选用适当的检验方法。t t 检验是以正态分布为基础的，资料检验是以正态分布为基础的，资料的正态性可用正态性检验方法检验予以判的正态性可用正态性检验方法检验予以判断。若资料为非正态分布，可采用数据变断。若资料为非正态分布，可采用数据变换的方法，尝试将资料变换成正态分布资换的方法，尝试将资料变换成正态分布资料后进行分析。料后进行分析。第六节第六节 t t 检验中的注意事项检验中的注意事项 3.3.双侧检验与单侧检验的选择双侧检验与单侧检验的选择 需根据研究需根据研究目的和专业知识予以选择。单侧检验和双侧检验目的和专业知识予以选择。单侧检验和双侧检验中的中的t t值计算过程相同，只是值计算过程相同，只是t t界值不同，对同一界值不同，对同一资料作单侧检验更容易获得显著的结果。单双侧资料作单侧检验更容易获得显著的结果。单双侧检验的选择，应在统计分析工作开始之前就决检验的选择，应在统计分析工作开始之前就决定，若缺乏这方面的依据，一般应选用双侧检定，若缺乏这方面的依据，一般应选用双侧检验。验。第六节第六节 t t 检验中的注意事项检验中的注意事项 4.4.假假设设检检验验的的结结论论不不能能绝绝对对化化 假假设设检检验验统统计计结结论论的的正正确确性性是是以以概概率率作作保保证证的的，作作统统计计结结论论时时不不能能绝绝对对化化。在在报报告告结结论论时时，最最好好列列出出概概率率 P P 的的确确切切数数值值或或给给出出P P值值的的范范围围，如如写写成成0.020.02P P0.050.05，同同时时应应注注明明采采用用的的是是单单侧侧检检验验还还是是双双侧侧检检验验，以以便便读读者者与与同同类类研研究究进进行行比比较较。当当 P P 接接近近临临界界值值时，下结论应慎重。时，下结论应慎重。第六节第六节 t t 检验中的注意事项检验中的注意事项 5.5.正确理解正确理解P P值的统计意义值的统计意义 P P 是指在无效是指在无效假设假设 H H0 0 的总体中进行随机抽样的总体中进行随机抽样,所观察到的等于所观察到的等于或大于现有统计量值的概率。其推断的基础是小或大于现有统计量值的概率。其推断的基础是小概率事件的原理概率事件的原理,即概率很小的事件在一次抽样即概率很小的事件在一次抽样研究中几乎是不可能发生的，如发生则拒绝研究中几乎是不可能发生的，如发生则拒绝H H0 0。因此，只能说明统计学意义的因此，只能说明统计学意义的“显著显著”。第六节第六节 t t 检验中的注意事项检验中的注意事项 6.6.假设检验和可信区间的关系假设检验和可信区间的关系 假设检假设检验用以推断总体均数间是否相同，而可信区验用以推断总体均数间是否相同，而可信区间则用于估计总体均数所在的范围，两者既间则用于估计总体均数所在的范围，两者既有联系又有区别。有联系又有区别。第七节第七节 假设检验中两类错误假设检验中两类错误假设检验是针对假设检验是针对H H0 0，利用小概率事件的原理，利用小概率事件的原理对总体参数做出统计推论。无论拒绝对总体参数做出统计推论。无论拒绝H H0 0还是还是接受接受H H0 0，都可能犯错误。，都可能犯错误。第七节第七节 假设检验中两类错误假设检验中两类错误当当H H0 0为真时，检验结论拒绝为真时，检验结论拒绝H H0 0接受接受H H1 1，这类错误称，这类错误称为第一类错误或为第一类错误或型错误（型错误（type errortype error），亦），亦称假阳性错误称假阳性错误检验水准，就是预先规定的允许犯检验水准，就是预先规定的允许犯型错误概率型错误概率的最大值，用表示的最大值，用表示 当真实情况为当真实情况为H H0 0不成立而不成立而H H1 1成立时，检验结论不拒成立时，检验结论不拒绝绝H H0 0反而拒绝反而拒绝H H1 1，这类错误称为第二类错误或，这类错误称为第二类错误或型型错误（错误（type errortype error），亦称假阴性错误），亦称假阴性错误 第七节第七节 假设检验中两类错误假设检验中两类错误概率大小用概率大小用表示，只取单侧，一般未知，在已表示，只取单侧，一般未知，在已知两总体差值知两总体差值d d（如（如1 1-2 2）、和）、和 n n 时，才能算时，才能算出出 为了更好地理解两类错误的意义，以样本均数与为了更好地理解两类错误的意义，以样本均数与总体均数比较的总体均数比较的u u 检验来说明检验来说明 设设H H0 0:=0 0，H H1 1:0 0 H H0 0实际上是成立的，但由于抽样误差的存在，偶实际上是成立的，但由于抽样误差的存在，偶然得到较大的值（绝对值）以及然得到较大的值（绝对值）以及u u 值（绝对值）值（绝对值）第七节第七节 假设检验中两类错误假设检验中两类错误使得，按使得，按=0.05=0.05的检验水准，的检验水准，拒绝拒绝H H0 0，接受，接受H H1 1，结论为，结论为 0 0 此时犯此时犯型错误，其最大可型错误，其最大可能概率值为能概率值为 若若 确实小于确实小于 0 0，即，即H H0 0不成立，不成立，H H1 1成立，由于抽样的偶然性，成立，由于抽样的偶然性，得到较小的值（绝对值）得到较小的值（绝对值）以及以及u u值（绝对值）值（绝对值）使得使得,检验结论不拒绝检验结论不拒绝H H0 0。此。此时犯时犯型错误，其概率为型错误，其概率为 型错误与型错误与型错误示意图型错误示意图 （以单侧（以单侧u检验为例）检验为例）第七节第七节 假设检验中两类错误假设检验中两类错误愈小，愈小，愈大；相反，愈大；相反，愈大，愈大，愈小愈小 同时减小同时减小型错误型错误 和和型错误型错误，唯一的方法就是增加样本含量，唯一的方法就是增加样本含量n n 1-1-称为检验效能（称为检验效能（power of a power of a testtest），也称把握度），也称把握度 意义为，当两总体确有差别，按检意义为，当两总体确有差别，按检验水准验水准，假设检验能发现其差，假设检验能发现其差别（拒绝别（拒绝H H0 0）的能力。和）的能力。和一样，一样，1-1-只取单侧只取单侧。型错误与型错误与型错误示意图型错误示意图 （以单侧（以单侧u检验为例）检验为例）谢谢 谢！谢！