T檢驗、Z檢驗與ANOVA方差分析的應用比較

2021-02-08 怡然學堂

T檢驗、Z檢驗與方差分析(ANOVA,Analysis of Varitation)是我們大學概率論與數理統計課程中的重要教學內容,相信大家大學時一定學過、做過作業,也在考試中遇到過相關題目。因此,理論基礎部分不再贅述。


既然都學過、做過練習,也是考試的重要內容,那麼請回答:上述三種方法能解決現實中的什麼問題?三者的應用場景有何不同?如果自信能正確的回答上述問題,那麼不必往下看了。否則,往下看。


關鍵來了:

¢Z檢驗-方差已知的均值檢驗,考慮一個因素的影響,原假設H0:X1=X0(單樣本檢驗)或 H0:X1=X2(雙樣本檢驗)。

¢T檢驗-方差未知的均值檢驗,考慮一個因素的影響,原假設X1=X0(單樣本檢驗)或H0:X1=X2

¢ANOVA分析-分析不同因素的影響,用於兩個及兩個以上樣本均值差別的顯著性檢驗。原假設為H0: X1=X2=X3=....


還是不明白?好吧,下面舉例說明。

需要回答以下問題,應該用什麼方法?

1、北京和上海數據分析師崗位的收入是否有顯著差異?

2、北京、上海、深圳三地的數據分析師崗位的收入是否有顯著差異?

3、在北京和上海的小企業和大企業,數據分析師崗位的收入是否有顯著差異?(城市和企業規模對收入是否有顯著影響)


上面三個問題應該用什麼方法進行檢驗?

1、北京和上海數據分析師崗位的收入是否有顯著差異?

第一個問題考慮一個因素(城市)對收入的影響,且是兩組樣本(北京和上海),屬於單因素雙樣本均值檢驗問題。那麼是用Z檢驗還是T檢驗呢?


好好想想吧!


Z檢驗和T檢驗的區別是什麼?


Z檢驗用於方差已知的情況,T檢驗用於方差未知的情況。那麼,在現實中的大部分情況下,方差已知還是未知呢?


大部分情況下方差是未知的,所以,第一個問題應該用T檢驗。


總之,T檢驗和Z檢驗用於單因素雙樣本均值檢驗,T檢驗用於方差未知的情況,Z檢驗用於方差已知的情況。


2、北京、上海、深圳三地的數據分析師崗位的收入是否有顯著差異?

第二個問題考慮一個因素(城市)對收入的影響,但是三組樣本(北京、上海、深圳),屬於單因素多樣本均值檢驗問題。那麼還能用Z檢驗或T檢驗嗎?答案是不能。因為上述兩種方法適用於單因素雙樣本均值檢驗,不能進行三樣本檢驗。(為什麼不能,後面文章再分析)。


ANOVA分析用於不同因素的影響,可以是一個因素,也可以是兩個因素。並且,ANOVA能夠分析多樣本。所以,ANOVA能夠分析「北京、上海、深圳三地的數據分析師崗位的收入是否有顯著差異」這樣的問題。


總之,ANOVA能夠分析單因素多樣本之間的差異。檢驗一個因素對於試驗結果的影響是否顯著,就稱為單因素方差分析One-wayANOVA


3、在北京和上海的小企業和大企業,數據分析師崗位的收入是否有顯著差異?(城市和企業規模對收入是否有顯著影響)

第三個問題考慮的是兩個因素(城市和企業規模)對收入是否有顯著影響,屬於雙因素多樣本問題。


顯然,按照前面的分析,T檢驗和F檢驗無法解決,只能用ANOVA,分析多個因素的影響。檢驗兩個因素對於試驗結果的影響是否顯著,就稱為雙因素方差分析(Two-way ANOVA),驗證因素A、B、A與B的交互作用對於試驗結果的影響是否顯著。


會選擇方法了吧?

1、北京和上海數據分析師崗位的收入是否有顯著差異?用T檢驗。

2、北京、上海、深圳三地的數據分析師崗位的收入是否有顯著差異?用單因素方差分析One-way ANOVA

3、在北京和上海的小企業和大企業,數據分析師崗位的收入是否有顯著差異?(城市和企業規模對收入是否有顯著影響)用雙因素方差分析Two-way ANOVA。


總結:

¢Z檢驗-方差已知的單因素雙樣本均值檢驗

¢T檢驗-方差未知的單因素雙樣本均值檢驗

¢ANOVA分析-多因素多樣本均值檢驗


具體怎麼進行分析呢?常用的軟體工具Excel、SPSS、Minitab等都能進行分析,不需要跟大學時考試一樣進行計算。如何用軟體進行上述三個問題的分析,如何讀分析結果,都是比較簡單的,在這不說了。如果大家想繼續學習,可以留言。如果需要,在後面介紹。



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    ▶充分了解ANOVA假設模型並知道如何驗證▶理解和應用多重對照法▶為學習更複雜的實驗設計打下堅實基礎個人學習意義▶用一個簡單的方法獲得有效了解過程知識的經驗▶知道如何設計並分析一個簡單的實驗▶提高從少量數據中獲得結論的能力▶進一步認識圖形工具對數據的應用
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