管理统计学第十章非参数检验精选PPT.ppt
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1、管理统计学第十章非参数检验第1页,此课件共47页哦2022/10/91徐州医学院卫生事业管理教研室 教学要求教学要求 了解:了解:非参数检验的特点非参数检验的特点熟悉:熟悉:秩和检验的应用条件及其基本概念。秩和检验的应用条件及其基本概念。掌握:掌握:秩和检验的基本思想及分析方法、编排秩次秩和检验的基本思想及分析方法、编排秩次的基本方法。的基本方法。第十章第十章 非参数检验非参数检验第2页,此课件共47页哦2022/10/92徐州医学院卫生事业管理教研室第一节第一节 非参数统计的概念非参数统计的概念第二节第二节 配对设计资料的秩和检验配对设计资料的秩和检验第三节第三节 两个独立样本比较的秩和检验
2、两个独立样本比较的秩和检验第四节第四节 多个样本比较的秩和检验多个样本比较的秩和检验第五节第五节 多个样本间两两比较的秩和检验多个样本间两两比较的秩和检验第六节第六节 随机区组设计资料的秩和检验随机区组设计资料的秩和检验第十章第十章 非参数检验非参数检验第3页,此课件共47页哦2022/10/93徐州医学院卫生事业管理教研室第一节第一节 非参数统计的概念非参数统计的概念 u秩和检验(秩和检验(rank sum testrank sum test)属于非参数统计。它的假属于非参数统计。它的假设检验是推断总体分布是否相同,而不是推断总体参设检验是推断总体分布是否相同,而不是推断总体参数是否相等,故
3、称为数是否相等,故称为非参数检验(非参数检验(nonparametric nonparametric testtest)。非参数检验有时也称为。非参数检验有时也称为任意分布检验(任意分布检验(freefree istributionistribution)。u参数统计:如参数统计:如t t检验、检验、F F检验统计推断的是两个或多个检验统计推断的是两个或多个总体均数(总体参数)是否相等,这类统计方法称为总体均数(总体参数)是否相等,这类统计方法称为参数统计(参数统计(parametric statisticsparametric statistics)。)。第4页,此课件共47页哦2022/1
4、0/94徐州医学院卫生事业管理教研室非参数检验适用于以下类型的资料:u1.1.等等级级资资料料(有有序序分分类类资资料料)。如如疗疗效效按按治治愈愈、显显效效、有有效效、无无效效分分组组的的资资料料;临床化验结果按临床化验结果按“、+、+、+”+”分组的资料等。分组的资料等。u2.2.偏偏态态分分布布资资料料。当当观观察察值值呈呈偏偏态态或或极极度度偏偏态态分分布布,而而又又未未经经变变量量变变换换或或虽经变换但仍未达到正态或近似正态分布。虽经变换但仍未达到正态或近似正态分布。u3.3.分分布布不不明明的的资资料料。如如新新指指标标分分布布形形态态不不明明;小小样样本本,但但不不趋趋向向正正态
5、态分分布布资料。资料。u4.4.各组方差明显不齐,各组方差明显不齐,且不易变换达到齐性。且不易变换达到齐性。u5.5.组内个别观察值偏离过大的资料组内个别观察值偏离过大的资料。u6.6.开开口口分分组组资资料料。数数据据分分组组某某一一端端或或两两端端无无明明确确数数值值的的资资料料,只只给给出出一一个个下下限或上限,而没有具体数值,如限或上限,而没有具体数值,如6060岁等。岁等。第5页,此课件共47页哦2022/10/95徐州医学院卫生事业管理教研室非参数检验的特点非参数检验的特点u1 1、主要优点是不受总体分布的限制,适用范围广。、主要优点是不受总体分布的限制,适用范围广。u2 2、但但
6、对对适适宜宜用用参参数数统统计计检检验验的的资资料料,若若用用非非参参数数检检验验处处理理,常常损损失失部部分分信信息息,降降低低统统计计检检验验效效率率,即即犯犯第第二类错误的概率二类错误的概率比参数检验大。比参数检验大。u3 3、对对于于适适合合参参数数统统计计检检验验条条件件的的资资料料或或经经变变量量变变换换后后适适合合于于参参数数统统计计检检验验,应应最最好好用用参参数数检检验验。当当资资料料不不具具备备用用参参数数检检验验的的条条件件时时,非非参参数数检检验验是是很很有有效效的的分分析方法。析方法。第6页,此课件共47页哦2022/10/96徐州医学院卫生事业管理教研室第一节第一节
7、 非参数统计的概念非参数统计的概念第二节第二节 配对设计资料的秩和检验配对设计资料的秩和检验第三节第三节 两个独立样本比较的秩和检验两个独立样本比较的秩和检验第四节第四节 多个样本比较的秩和检验多个样本比较的秩和检验第五节第五节 多个样本间两两比较的秩和检验多个样本间两两比较的秩和检验第六节第六节 随机区组设计资料的秩和检验随机区组设计资料的秩和检验第十章第十章 非参数检验非参数检验第7页,此课件共47页哦2022/10/97徐州医学院卫生事业管理教研室第二节第二节 配对设计资料的秩和检验配对设计资料的秩和检验(WilcoxonWilcoxon配对法)配对法)例例10.1 1210.1 12名
8、宇航员航行前及返航后名宇航员航行前及返航后2424小时的心率小时的心率(次(次/分)变化如表分)变化如表10-110-1。问航行对心率有无影响?。问航行对心率有无影响?(1)(1)建立检验假设建立检验假设 H H0 0:宇航对心率无影响,即差值的总体中位数:宇航对心率无影响,即差值的总体中位数MMd d=0=0 H H1 1:宇航对心率有影响,即:宇航对心率有影响,即MMd d00 =0.05 =0.05(2)(2)求差值求差值 计算每对观察值的差值计算每对观察值的差值d d ,见表,见表10-110-1第第(4 4)栏。)栏。第8页,此课件共47页哦2022/10/98徐州医学院卫生事业管理
9、教研室表表10-1 10-1 宇航员航行前后的心率比较宇航员航行前后的心率比较 编号航前航后差值 秩次(1)(2)(3)(4)(5)176931792716831370655446165435809313812636032T7,T71第9页,此课件共47页哦2022/10/99徐州医学院卫生事业管理教研室第二节第二节 配对设计资料的秩和检验配对设计资料的秩和检验 (3)(3)编秩次编秩次 是关键。是关键。按差值的绝对值从小到大编秩按差值的绝对值从小到大编秩次,即次,即1 1、2 2、3 3、n n,并按差值的正负标上正负号,并按差值的正负标上正负号,如表如表10-110-1第(第(5 5)栏。
10、编秩次时应注意:)栏。编秩次时应注意:遇差值为遇差值为0 0时,弃去不计,对子数时,弃去不计,对子数n n也随之减少;也随之减少;遇有差值相等,遇有差值相等,符号相同时,按顺序编秩次并标上相应的正负号,如符号相同时,按顺序编秩次并标上相应的正负号,如本例差值有两个本例差值有两个3 3,两个,两个-6-6,按顺序编为,按顺序编为1 1、2 2、-5-5、-6 6即可;即可;遇有差值相同遇有差值相同,但符号不同时,要取平均秩,但符号不同时,要取平均秩次并分别标上相应的正负号。次并分别标上相应的正负号。第10页,此课件共47页哦2022/10/910徐州医学院卫生事业管理教研室 (4)(4)求秩和并
11、确定检验统计量求秩和并确定检验统计量T T值值 分别求出正负秩分别求出正负秩次之和,次之和,正秩和以正秩和以T T+表示表示,负秩和的绝对值以负秩和的绝对值以T T表示表示。T T+及及T T之和等于之和等于n n(n n+1)/2+1)/2,即,即1+2+3+1+2+3+n n之和。此之和。此式可验算式可验算T T+和和T T计算是否正确。计算是否正确。本例本例T T+=7=7,T T=71=71,其和为,其和为7878,而,而12(12+1)/2=78,12(12+1)/2=78,可见可见T T+,T T计算无误。计算无误。任取任取T T+(或(或T T)作检验统计量)作检验统计量T T,
12、本例取,本例取T T=7=7。(5)(5)确定确定P P值和作出推断结论值和作出推断结论 。查配对设计用的。查配对设计用的T T值表值表(附表(附表9 9),若检验统计量在上、下界值范围内,其),若检验统计量在上、下界值范围内,其P P值大于相应概率水平,否则,值大于相应概率水平,否则,P P值小于相应概率水平。值小于相应概率水平。(取小值,取小值,T T越小越小P P越小越小)本例本例P=0.01P=0.01,按,按a=0.05a=0.05水准,拒绝水准,拒绝HH0 0,接受,接受H H1 1,可,可以认为宇航对心率有影响。以认为宇航对心率有影响。第二节第二节 配对设计资料的秩和检验配对设计
13、资料的秩和检验第11页,此课件共47页哦2022/10/911徐州医学院卫生事业管理教研室正态近似法正态近似法 当当n n5050超出了附表超出了附表9 9,T T界值表的范围,可按以下界值表的范围,可按以下公式计算公式计算u u值。值。因为当因为当n n逐渐增大时,逐渐增大时,T T值的分值的分布将逐渐逼近于均数为布将逐渐逼近于均数为 n n(n n+4)/4,+4)/4,标准差为标准差为的正态分布,故可按正态分布进的正态分布,故可按正态分布进行行u u检验并作出结论。检验并作出结论。有相同差数个数较多时,用校正有相同差数个数较多时,用校正公式:公式:第12页,此课件共47页哦2022/10
14、/912徐州医学院卫生事业管理教研室第一节第一节 非参数统计的概念非参数统计的概念第二节第二节 配对设计资料的秩和检验配对设计资料的秩和检验第三节第三节 两个独立样本比较的秩和检验两个独立样本比较的秩和检验第四节第四节 多个样本比较的秩和检验多个样本比较的秩和检验第五节第五节 多个样本间两两比较的秩和检验多个样本间两两比较的秩和检验第六节第六节 随机区组设计资料的秩和检验随机区组设计资料的秩和检验第十章第十章 非参数检验非参数检验第13页,此课件共47页哦2022/10/913徐州医学院卫生事业管理教研室第三节第三节 两个独立样本比较的秩和检验两个独立样本比较的秩和检验 u两样本比较的秩和检验
15、(两样本比较的秩和检验(WilcoxonWilcoxon两样本比较法)两样本比较法)适用于完全随机设计两组定量资料和等级资料的适用于完全随机设计两组定量资料和等级资料的比较。比较。u例例10.210.2 测得铅作业与非铅作业工人的血铅值测得铅作业与非铅作业工人的血铅值(mol/Lmol/L)如表)如表10-210-2第(第(1 1)、()、(2 2)栏,问两组工)栏,问两组工人的血铅值有无差别?人的血铅值有无差别?第14页,此课件共47页哦2022/10/914徐州医学院卫生事业管理教研室表10-2 两组工人血铅值的秩和检验 非铅作业组秩次铅作业组秩次(1)(2)(3)(4)0.2410.82
16、90.2420.8610.50.2930.96120.3441.20140.4351.63150.5862.06160.6272.1117n2=10T1=59.5n1=7T1=93.5第15页,此课件共47页哦2022/10/915徐州医学院卫生事业管理教研室检验步骤检验步骤(1 1)建立检验假设建立检验假设 H H0 0:两组工人血铅值的总体分布位置相同:两组工人血铅值的总体分布位置相同 H H1 1:铅作业工人血铅值高于非铅作业工人:铅作业工人血铅值高于非铅作业工人 单侧单侧=0.05=0.05(2 2)编秩编秩 将两组原始数据由小到大将两组原始数据由小到大统一统一编秩,编秩编秩,编秩时如
17、遇同组相同数据按顺序编秩,如本例非铅作业组时如遇同组相同数据按顺序编秩,如本例非铅作业组有有2 2个个0.240.24,分别编秩次,分别编秩次1 1、2 2即可;如遇不同组相同即可;如遇不同组相同数据取原秩次的平均秩次,如两组各有一个数据取原秩次的平均秩次,如两组各有一个0.860.86,原,原秩次为秩次为1010和和1111,各取平均秩次(,各取平均秩次(10+1110+11)/2=10.5/2=10.5。(3 3)求秩和并确定检验统计量求秩和并确定检验统计量T T值值 以以n n1 1和和n n2 2分别代分别代表两样本含量,表两样本含量,以样本含量小者为以样本含量小者为n n1 1,其秩
18、和其秩和T T1 1为统计为统计量量T T;若;若n n1 1=n n2 2,可取任一组的秩和为,可取任一组的秩和为T T。本例。本例n n1 1=7=7,n n2 2=10=10,检验统计量,检验统计量T T=93.5=93.5。第16页,此课件共47页哦2022/10/916徐州医学院卫生事业管理教研室(4 4)确定)确定P P值和作出推断结论值和作出推断结论 查表法查表法 当当n n1 11010,n n2 2n n1 11010时,查附表时,查附表1111,T T界界值表。查表时,若统计量值表。查表时,若统计量T T值在某一行的上、下值在某一行的上、下T T界值界值范围内,其范围内,其
19、P P值大于表上方相应的概率水平,差异无统值大于表上方相应的概率水平,差异无统计学意义;若计学意义;若T T值恰等于上、下界值或在界值的范围以值恰等于上、下界值或在界值的范围以外,则外,则P P值等于或小于相应的概率水平,差异有统计学值等于或小于相应的概率水平,差异有统计学意义。意义。本例本例T T93.593.5,以,以n n1 1=7=7,n n2 2n n1 13 3,查附表,查附表1111,T T界值表,单侧界值表,单侧T T0.0050.005(7 7,3 3)为为37378989,现,现T T值在此范值在此范围以外,故围以外,故P P0.0050.005。按单侧。按单侧=0.05=
20、0.05,拒绝,拒绝H H0 0,接,接受受HH1 1,差异有统计学意义。故可认为铅作业工人的血,差异有统计学意义。故可认为铅作业工人的血铅值高于非铅作业工人。铅值高于非铅作业工人。检验步骤检验步骤第17页,此课件共47页哦2022/10/917徐州医学院卫生事业管理教研室公式法:当公式法:当n n1 1或或n n2 2n n1 1超出附表超出附表1111的范围,可按公式的范围,可按公式(10.410.4)求统计量)求统计量u u值。值。当相同的秩次较多当相同的秩次较多时(超过时(超过25%25%),),应对应对u u值进行校正,值进行校正,u u值经校正后略大,值经校正后略大,P P值相应减
21、少。值相应减少。第18页,此课件共47页哦2022/10/918徐州医学院卫生事业管理教研室表10-3 某药对支气管炎两种病情疗效的秩和检验 例例10.310.3 用某药治疗不同病情的老年慢性支气管炎病人,疗效见表用某药治疗不同病情的老年慢性支气管炎病人,疗效见表10-310-3第第(2 2)、()、(3 3)栏,问该药对两种病情的疗效有无差别?)栏,问该药对两种病情的疗效有无差别?第19页,此课件共47页哦2022/10/919徐州医学院卫生事业管理教研室检验步骤检验步骤(1 1)建立检验假设)建立检验假设 H H0 0:两种病情病人的疗效总体分布位置相同:两种病情病人的疗效总体分布位置相同
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