对两组计量资料进行假设检验时,可根据数据特征和研究设计选择合适的统计方法,主要方法及适用条件如下:
一、独立样本t检验
适用条件
两组样本独立,数据呈正态分布
两总体方差齐性(即方差相等)
样本量较小(通常n<30)或总体标准差未知
公式
$$t = \frac{\bar{X}_1 - \bar{X}_2}{s_p \sqrt{\frac{1}{n_1} + \frac{1}{n_2}}}$$
其中,$\bar{X}_1$、$\bar{X}_2$为两样本均数,$s_p$为合并标准差,$n_1$、$n_2$为样本量。
二、配对样本t检验
适用条件
同一实验对象处理前后的配对数据
差值呈正态分布
样本量较小(通常n<30)
公式
$$t = \frac{\bar{d}}{s_d \sqrt{\frac{1}{n}}}$$
其中,$\bar{d}$为配对差值的均数,$s_d$为差值的标准差,$n$为配对对数。
三、两样本Z检验
适用条件
两组样本独立,数据呈正态分布
总体标准差已知或样本量较大(n≥30)
公式
$$Z = \frac{\bar{X}_1 - \bar{X}_2}{\sigma_p \sqrt{\frac{1}{n_1} + \frac{1}{n_2}}}$$
其中,$\sigma_p$为已知总体标准差。
四、其他注意事项
正态性检验:
使用Shapiro-Wilk(sktest)或Kolmogorov-Smirnov检验,若P值≥0.05可认为数据近似正态分布。
方差齐性检验:
通过Levene's检验(sktest)判断,若P值≥0.05可认为方差不齐。
样本量不足:
若样本量较小且方差不齐,建议使用秩和检验(如Mann-Whitney U检验)。
两类错误 第一类错误(α):
错误拒绝H₀(如α=0.05)
第二类错误(β):错误接受H₀,可通过增大样本量或降低α减少。
五、补充方法
非参数检验:当数据不满足正态性或方差齐性时,可用秩和检验(如Mann-Whitney U检验)。
配对设计:若涉及重复测量,需使用配对t检验或符号秩和检验。
通过以上方法的选择与组合,可有效对两组计量资料进行假设检验。