For Personal Computers Running on
The Microsoft Excel,Windows 98 ,2000,NT,XP
詳細パンフレット
統計手法とサイドおよびモデル
統計手法とサイド・モデル一覧表
Statistical method
Side
Model
F-test
0
1,5
Student-t
1,2
1,5
Welch-t
1,2
1,5
Wilcoxon (Mann-Whitney)
test
1,2
1,5
Permutation test
1,2
1,5
Kolmogorov-Smirnov test
1,2
1,5
Sign-Wilcoxon test
1,2
1,5
Sign test
1,2
1,5
Peason corellation test
1,2
1,5
Spearman test
1,2
1,5
Kendall test
1,2
1,5
F-test, Student t-test, Welch t-test
◎F-test
データが次の形式であったとすると、この手法で扱うデータは次の形のものである。
対照群:x1,x2, ... xm
処理群:y1,y2, ... yn
x1, x2, ... xm の母集団は 平均μx、分散σx
2の正規分布と想定する。
y1, y2, ... yn の母集団は 平均μy、分散σy
2の正規分布と想定する。
μx, σx
2, μy, σy
2いずれも未知とする。
帰無仮説H0:σx
2=σy
2を、対立仮説H1:σx
2≠σy
2に対して検定する。
手順1 それぞれの群の不偏分散はVx、Vy
手順2 Vx≧Vy 検定統計量 Fo=Vx/Vy 第1自由度ν1=m-1 第2自由度ν2=n-1
Vx<Vy 検定統計量 Fo=Vy/Vx ν1=n-1 ν2=m-1
手順3 有意水準を定める。
手順4 Fo≧F(ν1,ν2,α)F分布表ならば、帰無仮説を棄却する。2群の分散は異なると判定する。
◎Student t-test
データが次の形式であったとすると
対照群:x1, x2, ... xm
処理群:y1, y2, ... yn
x1, x2, ... xm の母集団は 平均μx、分散σ
2の正規分布と想定する。
y1, y2, ... yn の母集団は 平均μy、分散σ
2の正規分布と想定する。
μx, σ
2, μyはいずれも未知であるが、分散σ
2は等しいとして仮定。
帰無仮説H0:μx=μy を、対立仮説H1:μx≠μy に対して検定する。
手順1 それぞれの標本数、平均、平方和をm,n,mx,my,Sx,Syとする。
手順2 検定統計量 to =|mx -my|/( √{(Sx +Sy)(1/m+1/n)}/( m+n-2)) 自由度ν=m+n-2
手順3 有意水準を定める。
手順4 to≧t分布表t(ν,α)ならば帰無仮説を棄却する。対照群と処理群の母平均は等しくない
と判定する。
◎Welch t-test
データが次の形式であったとすると、この手法で扱うデータは次の形のものである。
対照群:x1, x2, ... xm
処理群:y1, y2, ... yn
x1, x2, ... xm の母集団は 平均μx、分散σx
2の正規分布と想定する。
y1, y2, ... yn の母集団は 平均μy、分散σy
2の正規分布と想定する。
μx,σx
2,μy,σy
2はいずれも未知であるが、σx
2とσy
2が異なる可能性がある。
帰無仮説H0:μx=μy を、対立仮説H1:μx≠μy に対して検定する。
手順1 それぞれの標本数、平均、不変分散をm,n,mx,my,Vx,Vyとする。
手順2 検定統計量 to = |mx-my|/( √(Vx /m+Vy /n)
手順3 自由度 ν= (Vx/m+Vy/n)^2 /((Vx/m)^2/(m-1) + (Vy/n)^2/(n-1))
手順4 有意水準を定める。
手順5 νが整数 t分布表t(ν,α)
νが整数でない時は、νの小数部分を切り捨てた整数n1と切り上げた整数n2 により
t(ν,α)を計算する。
120/n1- 120/ν 120/ν- 120/n2 t(ν,α)= 120/n1- 120/n2 t(n2,α) + 120/n1- 120/n2 t(n1,α)手順6 to≧t(ν,α)ならば帰無仮説を棄却する。対照群と処理群の母平均は等しくないと判定
する。
◎例題およびExcelシートへの検定結果出力
153 152 153 116 152 124 156 143 158 139 151 154 151 141 150 139 148 146 157 * <2003/6/4> Group Samples Mean S.E. S.D. Variance1 10 152.9000 1.0160 3.2128 10.3222 2 9 139.3333 4.1096 12.3288 152.0000
Method vs Side Stat. 0.05 0.01 0.001 Prob. F test 1 vs 2 0 14.7255 3.2296 5.4671 10.3680 0.000253 Student t test 1 vs 2 2 3.3650 2.1098 2.8982 3.9651 0.003676 Aspin-Welch t test 1 vs 2 2 3.2047 2.2630 3.2518 4.7856 0.0108 《引用文献》 統計数値表 JSA−1972 日本規格協会(1986)Sign test 吉村功:毒性・薬効データの統計解析、㈱サイエンティスト社
Wilcoxon(Mann-Whitney) test
データが次の形式であったとすると、この手法で扱うデータは次の形のものである。
対照群:x1, x2, ... xm
処理群:y1, y2, ... yn ただし、m≦nと仮定する。
x1, x2, ... xm の母集団は 平均μx、ある未知の分布関数F(x)と想定する。
y1, y2, ... yn の母集団は 平均μy、ある未知の分布関数G(y)と想定する。
帰無仮説H0:μx=μy を、対立仮説H1:μx≠μyに対して検定する。
手順1 各数値を順位に変換する。但し、標本数が十分あり、同順位がないものとする。
順位データを 対照群:r1,r2...rm 処理群:r1,r2...rn とする。
手順2 対照群の順位データの和 To=r1+...+rm
手順3 検定統計量 Cl=m(m+n+1)/2-U(α)√m n(m+n+1)/12-0.5
手順4 有意水準の値を定める。
手順5 To≦ClまたはTo≧Cuならば、帰無仮説を棄却する。2群の母集団は異なると判定する。
Cu=m(m+n+1)/ 2+U(α)√m n(m+n+1)/12+0.5
U(α) Cl Cu :標準正規分布の上側100%点 :下側棄却限界値 :上側棄却限界値小数例の場合(10以下)、正規分布確率を用いる事に問題がありますので、直接確率をログ
ファイルに出力しています。
◎例題およびExcelシートへの検定結果出力
153 152 153 116 152 124 156 143 158 139 151 154 151 141 150 139 148 * 157 146<2003/6/4> Group Samples Mean S.E. S.D. Variance
1 10 152.9000 1.0160 3.2128 10.3222 2 9 139.3333 4.1096 12.3288 152.0000
Method vs Side Stat. 0.05 0.01 0.001 Prob. Wilcoxon rank sum 2 2.6992 1.9600 2.5758 3.2905 0.000974
《引用文献》 統計数値表 JSA−1972 日本規格協会(1986)Sign test 吉村功:毒性・薬効データの統計解析、㈱サイエンティスト社
Permutation test
データが次の形式であったとすると、この手法で扱うデータは次の形のものである。
対照群:x1, x2, ... xm
処理群:y1, y2, ... yn ただし、m≦nと仮定する。
Wilcoxon (Mann-Whitney) testと同様な帰無仮説、対立仮説を採用するが、分布関数を想定しな
いで直接確率を求めるものである。
帰無仮説 対立仮説 H0:F(x)/G(y)=1 H1:F(x)/G(y)>1またはF(x)/G(y)<1手順1 順位に置き換えたそれぞれの群のデ−タを xm , yn とする。
手順2 順位データを、群を構成するように、並び替えを総ての組合わせで行った場合、
Σxm - Σyn よりも大きくなるような組合わせ数を計算する。
手順3 この組合わせ数を全組合わせ数で割ったものが確率である。
注:1群の標本数が9以下の場合計算できます。それ以上の場合は、Wilcoxon rank sum testを使用してください。
◎例題およびExcelシートへの検定結果出力
1 1 2 1 4 2 3 2 5 2 6 2 7 2 8 <2003/6/4> Group Samples Mean S.E. S.D. Variance1 8 1.6250 0.1830 0.5175 0.2679 2 8 4.5000 0.8660 2.4495 6.0000
Method vs Side Stat. 0.05 0.01 0.001 Prob. Permutation test 2 999.9900 0.004274 0.006138 0.0104 0.0104
《引用文献》 統計数値表 JSA−1972 日本規格協会(1986)Sign test 柳川尭著 ノンパラメトリック法 P29 培風館
Kolmogorov-Smirnov test
データが次の形式であったとすると、この手法で扱うデータは次の形のものである。
対照群:x1, x2, ... xm
処理群:y1, y2, ... yn ただし、m≦nと仮定する。
x1, x2, ... xm の母集団はある未知の分布関数F(x)と想定する。
y1, y2, ... yn の母集団はある未知の分布関数G(y)と想定する。
この場合の分布関数は累積相対度数分布に基づく。
帰無仮説H0:F(x)=G(y)を、対立仮説H1:F(x)>G(y) または、F(x)<G(y)に対して検定
する。
手順1 任意に定められたデータ幅に対して、2群のそれぞれの該当するデータ個数を数えてクロ
ス表を作成する。但し、クロス表は累積度数として作成する。度数をf1、f2とする。
手順2 それぞれのカテゴリーに対する出現する比率を求め、2群の間で比率が最大になるところ
を統計量として計算する。 K-Smax=f1/n1-f2/n2
手順3 K-Smax値と統計数値表と比較する。
◎例題およびExcelシートへの検定結果出力
0 1 1 0 0 1 0 2 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 2 0 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 2 0 3 0 <2003/6/5>Group Samples Mean S.E. S.D. Variance 1 18 0.8889 0.1962 0.8324 0.6928 2 18 0.5556 0.1451 0.6157 0.3791
Method vs Side Stat. 0.05 0.01 0.001 Prob. Kolmogorov-Smirnov test 2 3.1567 10.0000 10.0000 999.9000 2.21E-09
《引用文献》 統計数値表 JSA−1972 日本規格協会(1986)Sign test 藤井宏一訳:「生物統計学」 P268 共立出版 (1979)
Paired t-test
データが次の形式であったとすると、この手法で扱うデータは次の形のものである。
対照群: x1, x2, ... xn
処理群: y1, y2, ... yn 群の大きさは両群ともn
差 :x1-y1,x2-y2 ... xn-yn
xi i=1,2….n の母集団は平均μx+
α
i,、分散σx
2の正規分布と想定する。
yi i=1,2….n の母集団は平均μy+
α
i,、分散σy
2の正規分布と想定する。
μx, σx
2, μy, σy
2は未知の定数である。
帰無仮説H0:μx=μy を、対立仮説H1:μx≠μy に対して検定する。
手順1 対応する値の差をzとする。
手順2 差の平均値と平方和をmzとSzとする。
手順3 検定統計量t0= |mz|/ √{Sz/((n-1)n)} 自由度ν=n-1
手順4 有意水準を定める。
手順5 t分布表で自由度νのt分布の上側100α%点t(ν,α)を求める。
手順6 to≧t分布の上側100α%点、t(ν,α)ならば、帰無仮説を棄却する。
対照群と処理群の母平均の差は0でないと判定する。
◎例題およびExcelシートへの検定結果出力
3.51 3.39 3.07 3.39 3.29 3.2 3.03 3.11 3.38 3.17 3.3 3.09 3.15 3.17 3.25 3.09 <2003/6/5> Group Samples Mean S.E. S.D. Variance1 8 3.2475 0.0566 0.1601 0.0256 2 8 3.2013 0.0436 0.1232 0.0152
Method vs Side Stat. 0.05 0.01 0.001 Prob. Parired t test 2 0.7242 2.3646 3.4994 5.4069 0.4924
《引用文献》 統計数値表 JSA−1972 日本規格協会(1986)Sign test 吉村功:毒性・薬効データの統計解析、㈱サイエンティスト社(1987)
Signed-Wilcoxon test
データが次の形式であったとすると、この手法で扱うデータは次の形のものである。
番号 1 2 n
対照群: x1 x2 ... xn
処理群: y1 y2 ... yn 群の大きさは両群ともn
差 :x1-y1,x2-y2 ...xn-yn
x1, x2, ... xm の母集団はある未知の分布関数F(x )と想定する。
y1, y2, ... yn の母集団はある未知の分布関数G(y )と想定する。
帰無仮説H0:F(x )=G(y )を、対立仮説H1:F(x )>G(y ) または、F(x )<G(y )に対して
検定する。
手順1 同じ値はないものとする。対応する値の差をzとする。
手順2 差の符号が正のものの数n+と、負のものの数n-とを数える。
手順3 |z1|....|zn|のそれぞれが、小さい方から何番目であるかを調べ、各値をその順位で
置き換える。これをr1….rnとする。同順位はないものとする。
手順4 z1....znのうち、値が正のn+個に対応する順位データの和T+と、負のn-個に対応する
順位データの和T-を計算する。
手順5 有意水準を定める。その1/2をαとする。
手順6 符号付き順位和検定の有意点の表より、nとαに対応する棄却限界値cを求める。
手順7 T+≧cまたはT-≦cならば、帰無仮説を棄却する。すなわち、2群の分布は等しくない
と判定する。
小数例の場合(10以下)、正規分布確率を用いる事に問題がありますので、直接確率をログ
ファイルに出力しています。
◎例題およびExcelシートへの検定結果出力
3.51 3.39 3.07 3.39 3.29 3.2 3.03 3.11 3.38 3.17 3.3 3.09 3.15 3.17 3.25 3.09 <2003/6/5> Group Samples Mean S.E. S.D. Variance1 8 3.2475 0.0566 0.1601 0.0256 2 8 3.2013 0.0436 0.1232 0.0152
Method vs Side Stat. 0.05 0.01 0.001 Prob. Signed Wilcoxon 2 0.9113 1.9600 2.5758 3.2905 0.3828 《引用文献》 統計数値表 JSA−1972 日本規格協会(1986)Sign test 佐久間昭著「薬効評価 Ⅰ 」東京大学出版会(1977)p324
Signed test
データが次の形式であったとすると、この手法で扱うデータは次の形のものである。
番号 : 1 2 n
対照群: x1 x2 ... xn
処理群: y1 y2 ... yn 群の大きさは両群ともn
差 :x1-y1, x2-y2 ... xn-yn
正規性が不成立の時、使用する。
帰無仮説H0:μx=μy を、対立仮説H1:μx≠μy に対して検定する。
手順1 n対の標本値差に対して+数または−数のでる2項確率を求める。
a n! Pa= Σ x!(n−x)! × 0.5n =α x=0 Paは、標本nにおける(+)数の実質確率を示す。 a:χn−yn すべての + 数 b:χn−yn すべての−数 χn−yn= 0 については、標本数を減らす. nが大きいときは2項分布の漸近正規正を利用して次の計算式を利用できる。 n n |a−A|−0.5 A= 2 V= 4 Ncal = √V手順2 有意水準を定め、Pa≧αまたはNcal≧N[α]ならば、帰無仮説を棄却する。
◎例題およびExcelシートへの検定結果出力
3.2 7.4 6.8 6.3 6.4 8.7 4.1 5.2 4 7.5 7.8 8.6 7.3 6.3 4.5 5.8 5.6 8.2 2.8 0.9 <2003/6/5> Group Samples Mean S.E. S.D. Variance2 10 6.4900 0.7270 2.2990 5.2854
Method vs Side Stat. 0.05 0.01 0.001 Prob. Signed test 2 0.9487 1.9600 2.5758 3.2905 0.1714
《引用文献》
統計数値表 JSA−1972 日本規格協会(1986)Sign test 佐久間昭 「薬効評価 Ⅰ」 P38-40、72-76、82-84(1977)東京大学出版会
Peason corellation test
データが次の形式であったとすると、この手法で扱うデータは次の形のものである。
対照群:x1, x2, ... xn
処理群:y1, y2, ... yn 群の大きさは両群ともn
手順1 1群ずつの平均値(meanx,meany)を求めて、以下の計算を行う。
ピアソンの標本相関係数=(Σ((xi-meanx)*(yi-meany))) /(SQR(Σ((xi-meanx)*(xi-meanx))*SQR(Σ((yi-meany)*(yi-meany)))◎ログファイルへの詳細検定結果出力
150 218 351 466 270 321 95 176 185 280 <2003/6/5> Group Samples Mean S.E. S.D. Variance1 20 208.9500 16.5258 73.9057 5,462.0500 2 20 292.9000 22.8738 102.2947 10,464.2000
Method vs Side Stat. 0.05 0.01 0.001 Prob. Peason corellation test 2 9.0926 2.1009 2.8784 999.9900 3.78E-08
《引用文献》 統計数値表 JSA−1972 日本規格協会(1986)Sign test 柳川尭著 ノンパラメトリック法 P171 培風館
Spearman test
データが次の形式であったとすると、この手法で扱うデータは次の形のものである。
対照群:x1, x2, ... xn
処理群:y1, y2, ... yn 群の大きさは両群ともn
手順1 データを順位データに変換する。
手順2 1群ずつの平均値(meanx, meany)を求めて、スピアマンの相関係数の計算を行う。
ピアソンの標本相関係数=(Σ((xi-meanx)*(yi-meany))) /(SQR(Σ((xi-meanx)*(xi-meanx))*SQR(Σ((yi-meany)*(yi-meany)))◎例題およびExcelシートへの検定結果出力
1 5 1 6 1 7 2 4 2 9 2 2 2 6 2 3 2 1 2 10 2 5 2 8 2 7 <2003/6/5> Group Samples Mean S.E. S.D. Variance1 20 1.5000 0.1147 0.5130 0.2632 2 20 5.5000 0.6589 2.9469 8.6842
Method vs Side Stat. 0.05 0.01 0.001 Prob. Spearman test 2 0 2.1009 2.8784 3.9216 1.0000 《引用文献》 統計数値表 JSA−1972 日本規格協会(1986)Sign test 柳川尭著 ノンパラメトリック法 P171 培風館
Kendall test
データが次の形式であったとすると、この手法で扱うデータは次の形のものである。
対照群:x1, x2, ... xn
処理群:y1, y2, ... yn 群の大きさは両群ともn
順位の差の代わりに大小関係を用いる。 両群のそれぞれ1対のデータの総ての組合わせを考え
る。大小関係を大、小、等しいの3通りに分けてそれぞれについて総ての組合わせで個数を数えて
以下の計算を行う。
ケンダールの順位相関係数=(大−小)/(SQR(大+小+等)*SQR(大+小+等))
◎例題およびExcelシートへの検定結果出力
1 2 2 4 3 14 6 5 9 6 3 7 5 8 7 9 8 <2003/6/5> Group Samples Mean S.E. S.D. Variance
1 9 5.0000 0.9129 2.7386 7.5000 2 9 5.0000 0.9129 2.7386 7.5000
Method vs Side Stat. 0.05 0.01 0.001 Prob. kendall test 2 1.8766 1.9600 2.5758 3.2905 0.0606 《引用文献》 統計数値表 JSA−1972 日本規格協会(1986)Sign test 柳川尭著 ノンパラメトリック法 P172 培風館
StatLight
#03
2 群 の 比 較
ユックムス株式会社
事業部
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