第5讲-SPSS的非参数检验课件.ppt
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- SPSS 参数 检验 课件
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1、1第5讲 SPSS的非参数检验 在总体分布未知的情况下,利用样本数据对总体分布形态等进行推断的方法,称为非参数检验。25.1 单样本的非参数检验1 总体分布的卡方检验 目的:根据一个样本推断其来自的总体是否与某一理论分布相吻合。统计量:为期望频数。为观测频数;为子集个数;其中,eokioieioiffkkxfffx121223 基本操作:AnalyzeNonparametric Test Chi-Square。例5.1 利用t5-1,推断心脏病人猝死人数与日期的关系是否为2.8:1:1:1:1:1:1。检验结果见表5-1及表5-2。表5-1中列出了168个观测数据中,周一至周日实际死亡人数、期
2、望频数和二者的差。由表5-2可知,样本来自的总体分布与指定的理论分布无显著差异,即心脏病人猝死人数与日期的关系基本是2.8:1:1:1:1:1:1。4 O bserved NE xpected NR esi dual1.005553.51.52.002319.13.93.001819.1-1.14.001119.1-8.15.002619.16.96.002019.10.97.001519.1-4.1T otal168死死 亡亡 日日 期期表5-1 心脏病猝死卡方检验结果(1)死亡日期C hi-Square(a)7.757df6Asym p.Si g.0.256Test Stati sti c
3、sTest Stati sti csa.0 cel l s(.0%)have expect ed f requenci es l ess t han 5.The表5-2 心脏病猝死卡方检验结果(2)52 二项分布检验 目的:检验样本来自的总体是否服从指定的概率值为p的二项分布。统计量:近似服从正态分布。在零假设成立下,大样本下的近似检验:次的概率;数小于等于次试验中某类出现的次为小样本下的精确检验:ZpnpnpxZxnppCxXPxiiniin15.0106 操作:AnalyzeNonparametric Test Binomial。例5.2 利用t5-2,采用二项分布检验方法,验证某批产品的
4、合格率是否为0.9。结果见表5-3。由此表可知,合格率与0.9无显著差异。Cat egoryNObservedProp.Test Prop.Exact Si g.(1-t ai l ed)Group 1合格190.80.90.193Group 2不合格40.2Tot al231.0表5-3 产品合格率的二项分布检验B Bi i n no om m i i a al l T Te es st t 是否合格a.Al t ernat i ve hypot hesi s st at es t hat t he proport i on of cases i n t he f i rst group .
5、9.7例5.3 利用t1-4,采用二项分布检验方法,检验储户对未来收入的看法持乐观态度(a3变量的取值为1)的比例是否为0.6。结果见表5-4。由此表可知,持乐观态度人的总体比例与0.6有显著差异。Cat egor yNObser vedPr op.Test Pr op.Asym p.Si g.(1-t ai l ed)Gr oup 1 12360.8Tot al3131.0b.Based on Z Appr oxi m at i on.表5-4 储户对未来收入看法的二项分布检验结果B Bi i n no om m i i a al l T Te es st t 未来收入情况a.Al t er
6、 nat i ve hypot hesi s st at es t hat t he pr opor t i on of cases i n t he f i r st gr oup .6.83 单样本K-S检验 目的:利用样本数据检验样本来自的总体是否服从某一理论分布,适用于连续型随即变量。统计量:操作:AnalyzeNonparametric Test 1-Sample K-S。例5.4 利用t5-3,检验周岁儿童身高的总体是否服从正态分布。结果见表5-5及表5-6。表5-5列出了计算过程;表5-6表明,周岁儿童身高的总体分布与正态分布无显著差异。是理论累计概率。,是样本的实际累计概率其中
7、,xFxSxFxSxFxSDiiii1maxmaxmax9变量值Z分数理论累计概率实际累计概率差值修正差值64-1.97490.02410.04760.023568-0.96950.16610.19050.0243-0.118568-0.96950.16610.19050.02430.024468-0.96950.16610.19050.02430.024469-0.71810.23630.23810.0018-0.045870-0.46680.32030.38100.0606-0.082270-0.46680.32030.38100.06060.060770-0.46680.32030.38
8、100.06060.060771-0.21540.41470.61900.2043-0.033771-0.21540.41470.61900.20430.204371-0.21540.41470.61900.20430.204371-0.21540.41470.61900.20430.204371-0.21540.41470.61900.20430.2043720.03590.51430.66670.15230.1047730.28730.61300.71430.10120.0537740.53860.70490.76190.05700.0094750.79000.78520.80950.02
9、43-0.0233761.04130.85110.85710.0060-0.0416781.54400.93870.9048-0.0339-0.0816791.79540.96370.9524-0.0113-0.0589802.04670.97971.00000.0203-0.0273表5-5 周岁儿童身高总体K-S检验计算过程10周岁儿童的身高21M ean71.8571St d.D evi at i on3.97851Absol ut e0.204Posi t i ve0.204N egat i ve-0.1190.9360.344b.C al cul at ed f rom dat a.
10、表5-6 周岁儿童身高总体的K-S检验结果M ost Ext rem e D i f f erencesKol m ogorov-Sm i rnov ZAsym p.Si g.(2-t ai l ed)a.Test di st ri but i on i s N orm al.O ne-Sam pl e K ol m ogorov-Sm i rnov TestO ne-Sam pl e K ol m ogorov-Sm i rnov Test NN orm al Param et ers(a,b)11 例5.5 利用t1-4,运用K-S方法检验一次存款金额的总体是否服从正态分布。结果见图5-1
11、、图5-2及表5-7。由这些计算结果可以看出,一次存款金额的总体分布与正态分布有显著差异。12图5-1 储户存款金额的P-P图(1)13图5-2 储户存款金额的P-P图(2)14存(取)款金额313M ean2,473.78St d.D evi at i on6,760.867Absol ut e0.357Posi t i ve0.320N egat i ve-0.3576.3210.000b.C al cul at ed f rom dat a.表5-7 一次存款金额总体的正态分布检验M ost Ext rem e D i f f erencesKol m ogorov-Sm i rnov
12、ZAsym p.Si g.(2-t ai l ed)a.Test di st ri but i on i s N orm al.O ne-Sam pl e K ol m ogorov-Sm i rnov TestO ne-Sam pl e K ol m ogorov-Sm i rnov Test NN orm al Param et ers(a,b)154 变量值随机性检验(游程检验)目的:对总体变量值出现是否随机进行检验。统计量:操作:AnalyzeNonparametric Test Runs。,是方差。值;,是游程抽样分布的均。其中,12221,02122121212122121nnnn
13、nnnnnnnnnnNrZrrArr16 例5.6 为检验某耐压设备在某段时间内工作是否持续正常,t5-4中记录了该时间段内各时间点上的设备耐压数据,如数据的变动是随机的,可认为该设备工作正常。利用游程检验方法检验设备是否正常工作。结果见表5-8。由表可知,该设备在这段时间内工作是基本正常的。17 耐电压值Test Val ue(a)204.55C ases=Test Val ue10Tot al C ases20N um ber of R uns13Z0.689Asym p.Si g.(2-t ai l ed)0.491R uns TestR uns Testa.M edi an表5-8 设
14、备工作是否正常的游程检验结果185.2 两独立样本的非参数检验 目的:在总体分布不知道的情况下,通过两组独立样本的分析,推断样本来自的两总体的分布有无显著差异。检验方法:包括Mann-Whitney U 检验、K-S 检验、游程检验(Wald-Wolfwitz Runs)、极端反应检验四种方法。操作:AnalyzeNonparametric Test 2 Independent samples191 两独立样本的Mann-Whitney U 检验 统计量:小样本时用服从Mann-Whitney分布的 U统计量,大样本时用服从标准正态分布的Z统计量。样本的样本个数。为的样本点数和样本为样本和),
15、第一个样本的秩和(),样本的秩和(两样本混合后的),样本的秩和(两样本混合后的惠特尼分布;曼WknmnmififWnmifWWNnmmnmnUZkkWUYX,YX W n m Y X1,0112121-12120 例5.7 t5-5中记录了用甲乙两种工艺生产出的同一种产品的使用寿命,利用Mann-Whitney U 检验判断两种工艺的产品使用寿命的分布是否存在显著差异。检验过程见表5-9,检验结果见表5-10及表5-11。由表可知,由于是小样本,应用U统计量的精确概率,可认为两种工艺的产品使用寿命的分布存在显著差异。21混合排序后的样本数据各组标记秩646.002.001649.002.002
16、650.002.003651.002.004652.002.005661.001.006662.002.007663.002.008669.001.009672.002.0010675.001.0011679.001.0012682.001.0013692.001.0014693.001.0015表5-9 两种工艺下产品寿命的曼-惠特尼U检验过程22 使用工艺NM ean R ankSum of R anks甲种工艺711.4380.00乙种工艺85.0040.00Tot al15R anksR anks使用寿命表5-10 两种工艺下产品寿命的曼-惠特尼U检验结果(1)使用寿命M ann-W
17、hi t ney U4.000W i l coxon W40.000Z-2.777Asym p.Si g.(2-t ai l ed)0.005Exact Si g.2*(1-t ai l ed Si g.)0.004Test Stati sti cs(b)Test Stati sti cs(b)a.N ot correct ed f or t i es.b.G roupi ng Vari abl e:使用工艺表5-11 两种工艺下产品寿命的曼-惠特尼U检验结果(2)232 两独立样本的K-S 检验 统计量:类似于单样本的K-S检验。差别在于:这里以变量值的秩作为分析对象。例5.8 利用t5-5
18、中数据,利用K-S 检验判断两种工艺的产品使用寿命是否存在显著差异。检验过程见表5-12,检验结果见表5-13。由表5-13可知,两种工艺的产品使用寿命的分布存在显著差异。24混合排序后的样本数据各组标记甲工艺累计频数乙工艺累计频数甲工艺累计频率乙工艺累计频率累计频率差64620100.1250.12564920200.2500.25065020300.3750.37565120400.5000.50065220500.6250.6256611150.1430.6250.4826622160.1430.7500.6076632170.1430.8750.7326691270.2860.8750
19、.5896722280.28610.7146751380.42910.5716791480.57110.4296821580.71410.2866921680.85710.143693178110表5-12 两种工艺下产品寿命的K-S检验过程25使用寿命Absol ut e0.732Posi t i ve0.732N egat i ve0.0001.4150.037Asym p.Si g.(2-t ai l ed)a.G roupi ng Vari abl e:使用工艺Test Stati sti cs(a)Test Stati sti cs(a)表5-13 两种工艺下产品使用寿命的K-S检验
20、结果 M ost Ext rem e D i f f erencesKol m ogorov-Sm i rnov Z263 两独立样本的游程 检验(Wald-Wolfwitz Runs)统计量:例5.9 利用t5-5中数据,用两独立样本的游程 检验判断两种工艺的产品使用寿命是否存在显著差异。检验结果见表5-14。由表5-14可知,两种工艺的产品使用寿命的分布无显著差异。1,012212212212121212121NnnnnnnnnnnnnnnrZ27N um ber ofR unsZExact Si g.(1-t ai l ed)使用寿命Exact N um berof R uns6-1.0
21、590.149c.G roupi ng Vari abl e:使用工艺表5-14 两种工艺下产品使用寿命的游程检验结果Test Stati sti cs(b,c)Test Stati sti cs(b,c)a.N o i nt er-group t i es encount ered.b.W al d-W ol f ow i t z Test284 极端反应检验 统计量:例5.10 利用t5-5中数据,用极端反应 检验判断两种工艺的产品使用寿命是否存在显著差异。检验过程见表5-15,检验结果见表5-16。由表5-15可知,跨度为10=15-6+1;截头跨度为6=13-8+1。由表5-16可知,
22、两种工艺的产品使用寿命的分布无显著差异。为控制样本数。中的秩;为控制样本在混合样本正态分布。其中,服从分布;大样本下,近似服从小样本下,mQHollanderQQHimii1229混合排序后的样本数据各组标记秩去除极端值后的秩64621164922265023365124465225566116662276663287669198672210967511110679112116821131269211413693115表5-15 两种工艺下产品寿命的极端反应检验过程30使用寿命10Si g.(1-t ai l ed)0.0846Si g.(1-t ai l ed)0.1001O ut l i
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