实习五ANOVA及双因素方差分析

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第四章双因素方差分析

第四章双因素方差分析

ab
ab
2
(yi y)(yj y)2
(yi y)(yij yi yj y)
i1 j1
i1 j1
ab
2
(yj y)(yij yi yj y)
=0
i1 j1
=0
=0
可以验证三个的两两交叉项的累加和均为零
ab
(yiy)(yijyiyj y)
第四章 双因素方差分析
第一节 双因素无重复方差分析
一、数据描述
表4.1
B水 平
A水平 A1
A2

双因素无重复实验的典型数据
B1
B2

Bj

y11
y12

y1j

y21
y22

y2j






Ai
yi1
yi2

yij







Aa
ya1
ya2

yaj


y.j
y.1
y.2
y.j

Bb
yi.
y1b
ST
a

i1
b j1
yij2
T2 N
ab
T yij i1 j1
因素A总差分解:
ab
a
SA (yiy)2b (yiy)2
i1j1
i1
a
SAb (yi22yiyy2)
i1
a
a
a
SAb yi22by yib y2
所以 FB Fa(3,6).

实习五ANOVA及双因素方差分析

实习五ANOVA及双因素方差分析

练习5.2分析:
• 处理因素:即研究的主要因素,为不同 时期(变量名:time);
• 配伍因素:不同患者治疗前、中、后期 各时点血液中粘蛋白含量不同,即研究 对象的不同。
操作步骤:从analyze-普通线性模型(GLM)-进入,见下图。
因变量 固定变量
自定义方差分 析模型
随机因素变量
协变量:与自变量和因变量可能有关系的连续性变量 加权最小二乘法的权重系数
将结果整理成方差分析的步骤和方法
1.建立检验假设(根据问题检验处理因素或配伍因素) 2.确定检验水平 3.计算检验统计量F值,并将方差分析的结果整理成表格
形式(方差分析表):
变异来源(处理间、配伍间、误差、总)、离均差平方和、自由度、 均方、F值、P值
4.确定P值 5.做出统计推断
常用的设计类型及分析方法
分析所有分 类变量的主 效应和交互 作用。而 Custom只是 比较主效应, 不看交互作 用。
将分析主效应 的变量选入
方差分析进行变 异分解的方法
用于对精细趋势 检验和精确两两 比较的选项进行 定义,比较专业, 少用。
各组均数间的多重比较:
输出非常重要指标
选入需要估计均数的因素 和交互作用
进行均数间的多重比较
(p<0.05));再写出相应的专业结论。
双因素方差分析(two-way ANOVA)
• 配伍组设计(或双因素无重复试验设计):是配对设计的扩 展
– 在实验研究中将实验动物按窝别等特征配伍,再随机分配到各 处理组中;
– 对同一受试对象不同时间点上(即多余两个时间点)的观察 研究;
– 给同一样本不同的处理;
实习五
方差分析
实习目的:
1. 了解方差分析的基本思想 2. 掌握常用的方差分析的种类及适用条件 3. 掌握单因素和双因素方差分析的操作方法 4. 正确解释输出结果

补充:双因素方差分析

补充:双因素方差分析
不同品牌的彩电在5个地区的销售量数据
品牌因素 品牌1 品牌2 品牌3 品牌4
地区因素 地区1 365 345 358 288 地区2 350 368 323 280 地区3 343 363 353 298 地区4 340 330 343 260 地区5 323 333 308 298
数据结构
分析步骤
ij
x
2
xi. x x. j x xij xi. x. j x
2 k r 2 k r i 1 j 1 i 1 j 1
2
SST = SSR +SSC+SSE
分析步骤
(构造检验的统计量)
计算均方(MS)
误差平方和除以相应的自由度
双因素方差分析
(two-way analysis of variance)
1. 分 析 两 个 因 素 ( 行 因 素 Row 和 列 因 素 Column)对试验结果的影响 2. 如果两个因素对试验结果的影响是相互独 立的,分别判断行因素和列因素对试验数 据的影响,这时的双因素方差分析称为无 交互作用的双因素方差分析或无重复双因 素 方 差 分 析 (Two-factor without replication)
i 1 j 1 k r
2
SSE xij xi. x. j x
i 1 j 1
2
分析步骤
(构造检验的统计量)
总误差平方和(SST )、行因素平方和 (SSR)、
列因素平方和(SSC) 、误差项平方和(SSE) 之 间的关系
x
k r i 1 j 1 k r i 1 j 1
• •
H0:m1=m2=m3=m4 (品牌对销售量无显著影响) H1:mi (i =1,2, … , 4) 不全相等 (有显著影响)

方差分析(ANOVA)简介

方差分析(ANOVA)简介

方差分析(ANOVA)简介方差分析(Analysis of Variance,简称ANOVA)是一种统计方法,用于比较两个或多个样本均值之间的差异是否显著。

它是通过分析样本之间的方差来判断均值是否存在差异。

ANOVA广泛应用于实验设计、医学研究、社会科学等领域,是一种重要的统计工具。

一、方差分析的基本原理方差分析的基本原理是通过比较组内变异和组间变异的大小来判断样本均值之间的差异是否显著。

组内变异是指同一组内个体之间的差异,组间变异是指不同组之间的差异。

如果组间变异显著大于组内变异,就可以认为样本均值之间存在显著差异。

二、方差分析的假设方差分析的假设包括以下几个方面:1. 观测值是独立的。

2. 观测值是正态分布的。

3. 各组的方差是相等的。

三、方差分析的步骤方差分析的步骤主要包括以下几个方面:1. 确定研究问题和目标。

2. 收集数据并进行数据清洗。

3. 计算组内平方和、组间平方和和总平方和。

4. 计算均方和。

5. 计算F值。

6. 进行显著性检验。

四、方差分析的类型根据研究设计的不同,方差分析可以分为单因素方差分析和多因素方差分析。

1. 单因素方差分析:适用于只有一个自变量的情况,用于比较不同水平下的均值差异。

2. 多因素方差分析:适用于有两个或两个以上自变量的情况,用于比较不同因素和不同水平下的均值差异。

五、方差分析的应用方差分析广泛应用于各个领域,包括实验设计、医学研究、社会科学等。

它可以用于比较不同治疗方法的疗效、不同教学方法的效果、不同产品的质量等。

六、方差分析的优缺点方差分析的优点包括:1. 可以同时比较多个样本均值之间的差异。

2. 可以通过显著性检验来判断差异是否显著。

3. 可以通过计算效应量来评估差异的大小。

方差分析的缺点包括:1. 对数据的正态性和方差齐性有一定要求。

2. 只能用于比较均值差异,不能用于比较其他统计指标的差异。

七、总结方差分析是一种重要的统计方法,通过比较组内变异和组间变异的大小来判断样本均值之间的差异是否显著。

方差分析(ANOVA)简介

方差分析(ANOVA)简介

方差分析(ANOVA)简介方差分析(ANOVA)是一种统计分析方法,用于比较两个或多个组之间的均值是否存在显著差异。

它是一种实用而广泛应用的工具,常用于研究实验设计、质量控制、医学研究和社会科学等领域。

在本文中,我们将简要介绍方差分析的基本原理和应用,帮助你了解如何使用这一方法进行数据分析。

什么是方差分析?方差分析是一种通过比较组内差异和组间差异来确定不同组均值之间是否显著不同的统计分析方法。

它基于方差的概念,将总体方差分解为组内变异和组间变异,通过计算F值来判断各组均值是否存在显著差异。

方差分析最常见的形式是单因素方差分析,也就是比较一个因素(自变量)对一个因变量的影响。

然而,方差分析也可以应用于多因素实验设计,比较不同因素及其交互作用对因变量的影响。

方差分析的基本原理方差分析的基本原理是比较组内差异和组间差异,确定组间差异是否由于随机因素引起还是真实存在的。

组内差异是指同一组内个体之间的差异,组间差异是指不同组之间个体均值的差异。

方差分析使用方差比的概念来判断组间差异是否显著。

该概念定义为组间方差与组内方差的比值,当组间方差较大且组内方差较小时,该比值较大,表明组间差异显著;反之,该比值较小,表明组间差异不显著。

方差分析通过计算F值来判断组内差异和组间差异的相对大小。

F值是组间均方与组内均方的比值,如果F值大于给定的临界值,则可以推断组间差异显著,否则差异不显著。

方差分析的应用方差分析广泛应用于实验设计和数据分析中。

它可以用于比较不同处理组的均值是否存在显著差异,评估实验结果的有效性和可靠性。

在科学研究中,方差分析可以用于比较不同实验组的平均值是否存在显著差异,例如测试新药物的疗效、评估肥料对作物产量的影响等。

在质量管理中,方差分析可以用于比较不同生产线、不同供应商或不同工艺参数对产品质量的影响,帮助确定最优的质量控制策略。

在社会科学研究中,方差分析可以用于比较不同人群、不同地区或不同时间点的数据,例如比较不同教育水平对收入的影响、比较不同性别对心理健康的影响等。

方差分析(ANOVA)简介

方差分析(ANOVA)简介

方差分析(ANOVA)简介方差分析(Analysis of Variance,简称ANOVA)是一种统计方法,用于比较两个或多个样本均值之间的差异是否显著。

它是通过分析样本之间的方差来判断均值是否存在显著差异的一种方法。

方差分析广泛应用于实验设计、社会科学、医学研究等领域。

单因素方差分析单因素方差分析是最简单的一种方差分析方法,适用于只有一个自变量(因素)的情况。

在单因素方差分析中,我们将样本数据按照因素的不同水平进行分类,然后比较各个水平之间的均值是否存在显著差异。

假设检验在进行单因素方差分析时,我们需要建立以下假设: - 零假设(H0):各个水平之间的均值没有显著差异。

- 备择假设(H1):各个水平之间的均值存在显著差异。

方差分解方差分析的核心思想是将总体方差分解为组内方差和组间方差。

组内方差反映了同一水平内个体之间的差异,而组间方差则反映了不同水平之间的差异。

通过比较组内方差和组间方差的大小,我们可以判断均值是否存在显著差异。

统计检验在单因素方差分析中,我们使用F检验来判断均值是否存在显著差异。

F检验是通过计算组间均方与组内均方的比值来进行的。

如果计算得到的F值大于临界值,则拒绝零假设,认为各个水平之间的均值存在显著差异。

多因素方差分析多因素方差分析是在单因素方差分析的基础上引入了多个自变量(因素)的一种方法。

它可以同时考虑多个因素对样本均值的影响,并判断这些因素是否存在交互作用。

交互作用交互作用是指两个或多个因素同时对样本均值产生影响时所产生的效应。

在多因素方差分析中,我们需要考虑各个因素之间是否存在交互作用,以更准确地判断均值之间的差异。

二元因子设计二元因子设计是多因素方差分析中常用的一种设计方法。

它将两个因素进行组合,得到不同水平的组合,然后比较各个组合之间的均值是否存在显著差异。

统计检验在多因素方差分析中,我们同样使用F检验来判断均值是否存在显著差异。

不同的是,多因素方差分析需要考虑组间方差的来源,包括主效应和交互效应。

anova方差分析

anova方差分析

anova方差分析在数据分析领域中,ANOVA(方差分析)是一种用于比较多个组之间差异的统计方法。

通过ANOVA,我们可以确定不同组之间是否存在显著的差异,并进一步确定这些差异是否是由于随机因素引起的。

本文将介绍ANOVA的基本原理、应用场景以及如何进行方差分析。

一、ANOVA方差分析的基本原理ANOVA方差分析是通过对组内变异与组间变异之比进行统计,来评估多个组之间是否具有显著差异。

其基本假设是:各组观测值来自于正态分布的总体,并且各组的方差相等。

方差分析基于方差分解原理,将总体方差分解为组间变异和组内变异。

组间变异反映了不同组之间的差异,而组内变异则是组内观测值的变异。

ANOVA的目标就是确定组间变异与组内变异之间的比例是否显著,从而判断各组之间是否存在显著差异。

二、ANOVA方差分析的应用场景ANOVA方差分析广泛应用于实验设计和数据分析领域。

以下是几个常见的应用场景:1. 实验设计:ANOVA可以用于评估不同处理组间的差异是否显著,例如药物疗效的比较、不同教育方法的效果等。

2. 市场调研:在市场调研中,可以使用ANOVA来比较不同市场细分(如不同年龄组、性别、地区等)之间的差异,以了解不同市场细分对产品偏好的影响。

3. 生物医学研究:医学研究中常常需要比较不同治疗方法或不同药物对实验组的影响,ANOVA方差分析可以用于评估不同处理组之间的差异。

三、如何进行ANOVA方差分析进行ANOVA方差分析通常包括以下几个步骤:1. 收集数据:根据实际需求,收集各组的观测数据。

2. 建立假设:明确研究的假设,包括原假设(各组之间无显著差异)和备择假设(各组之间存在显著差异)。

3. 计算统计量:根据ANOVA公式,计算组内均方、组间均方以及F值。

F值反映了组间变异与组内变异之间的比例。

4. 判断显著性:使用统计软件或查找F分布表,计算F值对应的显著性水平。

如果P值小于设定的显著性水平(通常为0.05),则拒绝原假设,认为各组之间存在显著差异。

anova方差分析

anova方差分析

anova方差分析方差分析(analysis of variance,简称ANOVA)是一种统计分析方法,用于比较两个或多个样本之间的均值是否有显著差异。

它是通过将总变异拆分为组内变异和组间变异,然后比较两者的差异而得出结论的。

本文将介绍ANOVA的概念、原理、步骤以及在实际应用中的注意事项。

概念ANOVA是通过比较组间变异与组内变异的差异来判断样本均值是否存在显著差异的方法。

组间变异反映了不同组之间的差异,而组内变异则反映了同一组内样本之间的差异。

如果组间变异较大,且组内变异较小,则说明组间均值差异较大,样本之间存在显著差异。

原理ANOVA的原理基于以下假设:各组样本来自于正态总体且方差相等,各组样本之间相互独立。

在这些前提下,可以使用F检验方法来判断组间变异是否显著。

步骤进行ANOVA分析通常需要以下步骤:1. 确定假设:建立原假设和备择假设,通常原假设认为各组均值相等,备择假设认为至少有一组均值不相等。

2. 设置显著性水平:通常将显著性水平设定为0.05,表示以5%的置信水平来判断结果的显著性。

3. 收集样本数据:根据实验设计和需要收集各组的样本数据。

4. 计算统计量:计算组内变异和组间变异,然后计算F统计量。

5. 判断显著性:将计算得到的F值与临界F值进行比较,如果F值大于临界F值,则拒绝原假设,认为样本均值之间存在显著差异;如果F值小于临界F值,则接受原假设,认为样本均值之间不存在显著差异。

6. 进行事后分析(可选):如果ANOVA结果显示有显著差异,可以进行事后分析,比如进行多重比较方法(如Tukey方法)来确定具体哪些组之间存在显著差异。

注意事项在进行ANOVA分析时,需要注意以下几点:1. 样本数据应满足正态性和方差齐性的假设,即各组样本数据应来自正态分布且方差相等的总体。

在违反这些假设时,可能需要进行数据转换或者使用非参数统计方法。

2. 样本量应足够大,以保证统计结果的可靠性。

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统计量F 的计算及其意义
F=MS组间/MS组内
自由度: 组间=组数-1
组内=N-组数
通过这个公式计算出统计量F,求出对应的P值, 与进行比较,做出推论。
如果p>,说明得到大于现有统计量F值的可能性p 大于,不属于小概率事件,则不拒绝H0,差别无统计学 意义,结论是各总体均数相等。
如果p≤,说明得到等于或大于现有统计量的可能性 p小于,可判断为小概率事件,则拒绝H0,接受H1,差 别有统计学意义,结论是各总体均数不相等。
S-N-K法两两比较结果
dna
从表中可见,自发性(group=2)和移植
性白血病鼠(group=3)被分在一组,
与正常鼠处于不同亚组,因此,正常鼠和 其他两种鼠脾DNA含量间有差异。
Subset for alpha = .05
group
N
1
2
Student-Newman-Keulsa,b 3
9
11.656
双因素方差分析(two-way ANOVA)
• 配伍组设计(或双因素无重复试验设计):是配对设计的扩 展
– 在实验研究中将实验动物按窝别等特征配伍,再随机分配到各 处理组中;
– 对同一受试对象不同时间点上(即多余两个时间点)的观察 研究;
– 给同一样本不同的处理;
• 各处理组样本数相同——如果是重复测量数据,就是说 在不同时间点不能有缺省值。
.7412
3
3
1
2
1.0873 -3.3194* -1.0873
.7218 .6959 .7218
*. The mean difference is significant at the .05 level.
Si g. .007 .000 .007 .147 .000 .147
95% Confidence Interval
2
7
12.743
1
8
14.975
Si g.
.146
1.000
Means for groups in homogeneous subsets are displayed. a. Uses Harmonic Mean Sample Size = 7.916.
亚组内DNA含量差 异无统计学意义
b. The group sizes are unequal. The harmonic mean of the group
sizes is used. Type I error levels are not guaranteed.
SPSS在用S-N-K法进行两两比较时,如果有差异,则只 会告诉你P值小于预定的界值(默认为0.05),而不会 给出具体的P值。——这个跟前面的给出具体的组与组 之间差异值的LSD方法不一样。
SPSS操作步骤:
选入需要分析 的变量
选入需要比较的分 组因素(only one)
对均数的变动趋势进行检验; 定义根据研究目的需要进行的某些精确两两比较
练习5.1因变量和因素变量分别选入:
定义是否在方差分析中进行趋势检验
用于选择各组间进行两 两比较的方法
提供了当各组方差齐时可用的两两比较的方法:
总变异 = 组内变异 + 组间变异
需要证明:组间变异远远大于组内变异,则说明处理因 素的存在,如果两者相差无几,则说明该影响不存在。
– 单因素方差分析 – 双因素方差分析
二、单因素方差分析 (成组设计的多个样本均数比较)
▲ 适用条件: 各样本是相互独立的随机样本; 各样本来自正态分布;
各样本方差相等(方差齐性检验) 。
LSD法两两比较结果
Dependent Variable: dna
Multiple Comparisons
LSD
(I) group 1
(J) group 2
3
M ea n Di ffe re nce
(I-J) 2.2321*
3.3194*
Std. Error .7412 .6959
2
1
-2.2321*
Lower Bound Upper Bound
.691
3.774
1.872
4.767
-3.774
-.691
-.414
2.588
-4.767
-1.872
-2.588
.414
上表可见:显示了每两组之间的具体的差别。与后面的 S-N-K方法完全不同,例如在这里:
2与3之间比较是0.147,没有统计学差异。
(2)方差分析:
建立假设: H0 :???总体均数相等 1 = 2 = 3 H1 :???总体均数不全相等 确定显著性水平,用 表示,常取0.05。 计算统计量F:F=MS组间/MS组内=? 计算概率值P:p=? 做出推论:
(3)各组均数间的两两比较:
采用?两两比较的方法,?组与?组均数有差别
(p<0.05));再写出相应的专业结论。
• 无法考察交互作用和方差齐性,所以不用管方差齐不齐。
实习目的:
1. 了解方差分析的基本思想 2. 掌握常用的方差分析的种类及适用条件 3. 掌握单因素和双因素方差分析的操作方法 4. 正确解释输出结果
• 方差分析(ANOVA)用 于进行两组及多组间样本 均数的比较。
方差分析的基本思想是基于变异分 解的原理:
总变异= 随机变异 + 处理因素导致的变异
最敏 感,每 述指标
方差齐性检验 用各组均数做图,同时可辅助对均数间趋势做出判断。
结果解释:
单因素方差分析:必须方差齐性。下述结果表明确实可 以继续进行ANOVE分析。
方差齐性检验结果:
dna
Between Groups Within Groups Total
将结果整理成方差分析的步骤和方法
方差齐性检验 方差分析:
1.建立检验假设 2.确定检验水平 3.计算检验统计量F值,并将方差分析的结果整理成表格形式(方差
分析表):
变异来源(组间、组内、总)、离均差平方和、自由度、均方、F值、P值
4.确定P值 5.做出统计推断
各组均数间的两两比较
(1)方差齐性检验:F=?,p=? 与 =0.05的关系,各组方差齐?
Sum of Squares
47.785 43.074 90.860
ANOVA
df 2 21 23
Mean Square 23.893 2.051
F 11.648
Si g. .000
单因素方差分析结果可见,F=11.648,P<0.001。因此可认 为三组鼠脾中DNA含量不全相同(差别有统计学意义,但 具体谁与谁不同,需要看下面的结果。)。
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