独立样本检验的数据怎么看(MedSPSS小课堂Mann-WhitneyU独立样本秩检验)
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之前我们分享了非参数检验中Wilcoxon配对样本秩和检验的使用案例,在该案例中我们介绍了如何计算该检验的统计量,如何通过统计量判断两配对样本的差异情况。通过该案例的学习,相信大家对“秩和检验”已有初步认知。
本期内容,我们将分享两独立样本均值差异性检验(t检验)的非参数版本——Mann-WhitneyU检验,也称为曼-惠特尼U检验。它和秩和检验本质相同,我们同样通过一组简单的数据介绍其检验原理。
Mann-WhitneyU检验的原理及示例
我们先以一组两独立小样本数据开始理论的讲解,通过如下的示例,您将学会如何计算检验统计量(U值)及基于该值进行检验结果的判定。
1. 获取数据
我们获取到两组独立小样本指标数据,A组指标:10.3,8.4,5.2,3.5;B组指标:6.9,10.3,7.8,90,4.1。
那接下来,如何基于这两组数据获取到检验统计量呢?
2. 统计量U值
在Wilcoxon两配对样本秩检验中,是通过对配对数据的差值进行排秩。而在Mann-WhitneyU检验中,则需要对两独立样本数据进行混合,并遵循如下规则排秩:
1) 按照混合数据的大小顺序编排秩次。
2) 以其中一个组的秩次作为基准,而另一组中秩次比它低的数据的个数之和就是U值,这里以A组的秩次作为基准,U值计算如下图所示。
两组数据,以A组的秩次作为基准,为了使结果更直观,给出对比结果的图示化效果。
有了统计量U值,如何根据该值的结果来进行最终的假设检验呢?先了解小样本U分布的形态特点。
3. 小样本U分布特点
U分布的小样本数据具有如下特点:
1)若两组样本容量都小于20,U值会在0到两组样本量乘积之间呈左右对称分布。
2)两组数据的等级分布越接近,U值的分布就越靠中间;若两组数据等级分布差异越大,U的分布就越靠近两边,如下图所示。
4. 本例如何进行U检验?
针对本次的两组独立样本,A组样本量为4,B组样本量为5,以A组的秩次作为基准,计算统计量U值为7.5;以B组的秩次作为基准,计算统计量U值为12.5,在U分布中对应的位置如下图所示,那如何根据所在的位置判断两样本来自于同一个总体呢?
先给出一组假设:
零假设H0:两组样本来自同一总体。
备选假设H1:两组样本来自不同的总体。
基于曼-惠特尼U检验表(显著性水平为5%的双侧检验)的部分内容,根据表中样本容量较小的组(A组,n=4)和样本容量较大的组(B组,n=5),从表中读取到临界值为1,得到零假设H0条件下的U分布,如下图所示。
检验结果:在显著性水平为5%的双侧检验下,因检验统计量U为7.5,大于临界值,表示落入到接受域,即接受了零假设H0,表示两组样本来自同一总体。
对各种检验原理的理解是建立假设检验分析性思维的基础,通过以上曼-惠特尼U检验原理的示例学习,相信大家再次用到该方法时,已知其所以然。下面我们将借助MedSPSS针对本次的案例数据直接进行检验,看两者结果是否一致。
基于MedSPSS的Mann-WhitneyU案例分析
Step1:上传数据
像往常一样,基于 MedSPSS,通过【数据管理】-【文件】-【上传文件】,上传整理好的“曼-惠特尼U检验数据.xlsx”数据,用作接下来的Mann-WhitneyU独立样本秩检验。
Step2:Mann-WhitneyU独立样本秩检验
通过【假设检验】-【非参数秩和检验】-【Mann-WhitneyU独立样本秩检验】,分别拖拽分析项“数据”和“组别”到右侧“样本”和“组别”框内,点击“分析”即可得到结果。
Mann-WhitneyU独立样本秩检验分析结果
结果说明:MedSPSS给出了Mann-WhitneyU独立样本秩检验智能分析结果,statistic=7.5,这和我们计算的统计量U值一致。根据检验结果得知,在95%置信水平下,因(p=0.623>0.05),没有呈现显著性,因此不拒绝原假设H0(A组的数据中位数=B组的数据中位数),表明A组数据和B组数据不存在差异,来自同一总体,这和我们前面在进行该检验原理讲解时进行U检验得到的结论一致。
本期内容分享就到这里,后面会继续分享非参数检验的其它方法。大家在学习的过程中有任何想法,欢迎积极留言。
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