方差分析的基本思想和应用条件教程文件
方差分析的基本概念与应用
方差分析的基本概念与应用方差分析（Analysis of Variance，简称ANOVA）是一种统计方法，用于比较多个样本的均值是否存在显著性差异。
它是根据样本之间和组内的方差来进行判断，并得出结论。
本文将介绍方差分析的基本概念和应用。
一、基本概念1. 方差分析的基本思想方差分析的基本思想是将总体方差分解为组内方差和组间方差，判断组间方差是否显著大于组内方差，从而得出组别之间均值的显著性差异。
2. 单因素方差分析单因素方差分析是指只考虑一个因素对研究对象的影响，将数据分为几个组进行比较。
通过计算组间方差与组内方差的比值，使用统计检验得出结论。
3. 双因素方差分析双因素方差分析是指考虑两个因素对研究对象的影响，将数据分为多个组进行比较。
除了计算组间方差与组内方差的比值外，还需要考虑两个因素之间的交互作用。
二、应用范围方差分析广泛应用于各个领域的研究中，尤其是数据量较大或变量较多的情况下，可以更准确地判断组别之间的差异。
1. 医学研究在药物研究中，研究者通常需要比较不同剂量或不同药物对病情的影响。
通过方差分析，可以确定不同组别之间的差异是否显著，进一步评估药物的疗效。
2. 教育研究教育研究中常常需要比较不同教学方法或不同学校的教学质量。
通过方差分析，可以判断不同组别之间学生学习成绩的差异，进而评估教学方法的有效性。
3. 工程研究在工程研究中，研究者可能需要比较不同工艺或不同材料对产品质量的影响。
通过方差分析，可以检测不同组别之间产品性能的差异，指导工程技术的改进和优化。
4. 社会科学研究在社会科学研究中，方差分析可以用于比较不同群体或不同地区的人口统计数据。
通过方差分析，可以判断不同组别之间人口特征的差异，为社会政策的制定提供依据。
三、实施步骤1. 收集数据首先，需要收集多个组别的数据，每组数据包含相同变量的观测结果。
确保数据的准确性和完整性。
2. 假设检验设立合适的假设，包括原假设（组别之间均值无显著差异）和备择假设（组别之间均值存在显著差异）。
方差分析(ANOVA)使用
均数两两比较方法
LSD法：最灵敏，会犯假阳性错误； Sidak法：比LSD法保守；
Bonferroni法：比Sidak法更为保守一些；
Scheffe法：多用于进行比较的两组间样本含量不等时； Dunnet法：常用于多个试验组与一个对照组的比较； S-N-K法：寻找同质亚组的方法； Turkey法：最迟钝，要求各组样本含量相同； Duncan法：与Sidak法类似。
F 5.564
Sig . .008
第1列为变异来源，第2、3、4列分别为离均差平方和、自 由度、均方，检验统计量F值为5.564，P＝0.008，组间均数 差别统计学意义，可认为各组的NO不同。
单因素方差分析 （3） 各组样本均数折线图
结果分析
Means plots 选项给出，更直观。 注意：当分组变量体现出顺序的趋势时，绘制这种折线图可以提示
同剂量的部分凝血活酶时间有无不同？
方差分析步骤
：
（1）提出检验假设，确定检验水准
H0:μ1=μ2=μ3 H1:μ1，μ2，μ3不全相同 a=0.05
（2）计算检验统计量F 值
（3）确定P值，做出推断结论 F0.05(2，26) =2.52，F>F0.05(2，26) ，P<0.05，拒绝 H0。 三种不同剂量48小时部分凝血活酶时间 不全相同。
样本量 平均值 标准差
基本步骤
（1）建立假设，确定检验水准
H0：三个总体均数相等，即三组工作人员
的体重指数总体均数相等 H1：三个总体均数不等或不全相等 a=0.05
（2）计算检验统计量F值
变异来源 组间 组内 总变异 SS 自由度（df） 143.406 363.86 507.36 2 45 47 MS 71.703 8.09 F 8.87
方差分析
方差分析一、方差分析的基本思想1.方差分析的概念方差分析（ANOVA）又称变异数分析或F检验，其目的是推断两组或多组资料的总体均数是否相同，检验两个或多个样本均数的差异是否有统计学意义。
我们要学习的主要内容包括单因素方差分析即完全随机设计或成组设计的方差分析和两因素方差分析即配伍组设计的方差分析。
2.方差分析的基本思想下面我们用一个简单的例子来说明方差分析的基本思想：如某克山病区测得11例克山病患者和13名健康人的血磷值（mmol/L）如下，患者：0.84 1.05 1.20 1.20 1.39 1.53 1.67 1.80 1.87 2.07 2.11健康人：0.54 0.64 0.64 0.75 0.76 0.81 1.16 1.20 1.34 1.35 1.48 1.56 1.87问该地克山病患者与健康人的血磷值是否不同？从以上资料可以看出，24个患者与健康人的血磷值各不相同，如果用离均差平方和（SS）描述其围绕总均数的变异情况，则总变异有以下两个来源：（1）组内变异，即由于随机误差的原因使得各组内部的血磷值各不相等；（2）组间变异，即由于克山病的影响使得患者与健康人组的血磷值均数大小不等。
而且：SS总=SS组间+SS组内v总=v组间+v组内如果用均方（即自由度v去除离均差平方和的商）代替离均差平方和以消除各组样本数不同的影响，则方差分析就是用组内均方去除组间均方的商（即F值）与1相比较，若F值接近1，则说明各组均数间的差异没有统计学意义，若F值远大于1，则说明各组均数间的差异有统计学意义。
实际应用中检验假设成立条件下F值大于特定值的概率可通过查阅F界值表（方差分析用）获得。
3.方差分析的应用条件应用方差分析对资料进行统计推断之前应注意其使用条件，包括：（1）可比性，若资料中各组均数本身不具可比性则不适用方差分析。
（2）正态性，即偏态分布资料不适用方差分析。
对偏态分布的资料应考虑用对数变换、平方根变换、倒数变换、平方根反正弦变换等变量变换方法变为正态或接近正态后再进行方差分析。
第九章 方差分析
第九章方差分析前面介绍了两个样本均数比较的t检验，那么多个样本均数的比较应该采用什么方法？方差分析(analysis of variance, ANOV A)是20世纪20年代发展起来的一种统计方法，由英国著名统计学家R.A.Fisher提出，又称F检验，是通过对数据变异的分析来推断两个或多个样本均数所代表总体均数是否有差别的一种统计学方法。
本章首先介绍方差分析的基本思想和应用条件，然后结合研究设计类型分别介绍各类方差分析方法。
第一节方差分析的基本思想和应用条件一、方差分析的基本思想方差分析的基本思想是把全部观察值间的变异按设计类型的不同，分解成两个或多个组成部分，然后将各部分的变异与随机误差进行比较，以判断各部分的变异是否具有统计学意义。
例9.1 为研究大豆对缺铁性贫血的恢复作用，某研究者进行了如下实验：选取已做成贫血模型的大鼠36只，随机等分为3组，每组12只，分别用三种不同的饲料喂养：不含大豆的普通饲料、含10%大豆饲料和含15%大豆饲料。
喂养一周后，测定大鼠红细胞数(×1012/L)，试分析喂养三种不同饲料的大鼠贫血恢复情况是否不同？表9.1 喂养三种不同饲料的大鼠红细胞数(×1012/L)普通饲料10%大豆饲料15%大豆饲料合计X 4.78 4.65 6.80 4.65 6.92 5.913.984.447.284.04 6.167.51 3.445.997.51 3.776.677.743.65 5.298.194.91 4.707.154.795.058.185.316.01 5.534.055.677.795.16 4.688.03in12 12 12 36 (n)i X ∑ 52.53 66.23 87.62 206.38(X ∑)i X4.385.52 7.30 5.73 (X ) 2i X ∑ 234.2783373.2851647.73121255.2946(2X ∑)表9.1按完全随机设计获得的36个数据(X )中包含以下三种变异： 1. 总变异 36只大鼠喂养一周后测定红细胞数X 各不相同，即X 与总均数X 不同，这种变异称为总变异(total variation)。
方差分析SPSS
F界值为单尾
4、根据统计推断结果，结合相应的专业知识，给出一个专 业的结论。
随机区组设计的两因素方差分析
配伍设计有两个研究因素，区组因素和处理因素。 事先将全部受试对象按某种或某些特征分为若干个 区组，使每个区组内研究对象的特征尽可能相近。 每个区组内的观察对象与研究因素的水平数k相等， 分别使每个区组内的观察对象随机地接受研究因素 某一水平的处理。
k ni
SS总＝
( Xij X )2 ,总 N 1
i1 j 1
组间变异：各处理组的样本均数也大小不等。大小可用各组
均数 X i 与总均数 X 的离均差平方和表示。
k
SS组间＝ ni ( X i X )2 , 组间 k 1, MS组间＝SS组间 组间 i 1
组内变异：各处理组内部观察值也大小不等，可用各处理组
内部每个观察值 X ij与组均数 X i 的离均差平方和表示。
k ni
SS组内＝
( Xij Xi )2,组内 N k，MS组内＝SS组内 组内
i1 j1
三种变异的关系
SS总 SS组间 SS组内
并且该等式和上面的等式存在如下的对应关系 总变异＝随机变异+处理因素导致的变异
总变异＝组内变异 + 组间变异
＝0.05
2、选定检验方法，计算检验统计量
F MS处理 MS误差；F MS区组 MS误差 3、确定P值，作出推断结论
F F ，P (处理，误差 ) F F ，P (处理，误差 )
F界值为单尾
4、根据统计推断结果，结合相应的专业知识，给出一个专 业的结论。
多重比较
LSD-t 检验：适用于检验k组中某一对或某几对在 专业上有特殊意义的均数是否相等。
方差分析的基本思想和应用
方差分析的基本思想和应用方差分析（ANOVA，Analysis of Variance）是统计学中的一种重要方法，主要用于研究多个样本之间的均值是否存在显著性差异。
方差分析将总的变异分解为几个部分，从而判断这些部分是否具有统计学意义。
本文将详细介绍方差分析的基本思想、类型及应用。
一、方差分析的基本思想方差分析的基本思想是将总的变异分为两部分：组内变异和组间变异。
组内变异是指每个样本内部的变异，组间变异是指不同样本之间的变异。
通过比较组间变异和组内变异的大小，可以判断样本之间的均值是否存在显著性差异。
二、方差分析的类型根据实验设计的不同，方差分析可分为以下几种类型：1. 单因素方差分析（One-Way ANOVA）单因素方差分析是指只有一个因素（或称自变量）影响实验结果的情况。
在这种实验设计中，将样本分为若干个组别，每组只有一种水平的因素。
单因素方差分析的目的是检验这个因素的不同水平是否会导致实验结果的显著性差异。
2. 多因素方差分析（Multi-Way ANOVA）多因素方差分析是指有两个或两个上面所述的因素同时影响实验结果的情况。
在这种实验设计中，需要考虑多个因素之间的交互作用。
多因素方差分析的目的是检验这些因素及其交互作用是否会导致实验结果的显著性差异。
3. 重复测量方差分析（Repeated Measures ANOVA）重复测量方差分析是指在同一组样本中，对同一因素进行多次测量的情况。
这种实验设计适用于研究因素对样本的影响随时间变化的情况。
重复测量方差分析的目的是检验这个因素在不同时间点上是否会导致实验结果的显著性差异。
三、方差分析的应用方差分析在实际应用中具有广泛性，以下列举几个常见领域的应用：1. 生物学领域在生物学研究中，方差分析常用于比较不同物种、品种或组织类型的生物学特性。
例如，研究不同植物品种的生长速度、不同动物种群的繁殖能力等。
2. 医学领域在医学研究中，方差分析可用于比较不同治疗方法的疗效。
1071医学统计学方差分析基本思想
知识点：方差分析基本思想
实际案例
• 实际案例：有研究者为探讨雌激素在预防骨质疏松症的作 用，用去卵巢雌性SD大鼠建立绝经后骨质疏松症动物模型， 观察卵巢切除后补充17-雌二醇对大鼠骨量的影响。 该研究者将30只10月龄SD雌性大鼠随机分为假手术组、 卵巢切除组和卵巢切除后补充17-雌二醇组，每组10只， 12周后处死大鼠，取其股骨测定重量，结果见表7.1。
和组内（即误差）变异。
组间变异
组内变异
总变异
（1）总变异：30只大鼠股骨重量的大小不同所引 起的总变异程度，这种变异称为总变异（total variation），其大小用全部观察值与总均数间的 离差的平方和，即离均差平方和（sum of squares of deviations from mean，SS）表示，记为SS总。
反之，若各组的总体均数不同，即处理因素有效 应），此时组间均方应明显大于误差均方，即MS 组间> MS误差,F > 1 。
F值要大到何种程度才有统计学意义，可以通过查 F界值表（方差分析用表）确定P值，作出统计推断。
用组内各鼠的股骨重量与该组均数的离差的平方和 表示（也称误差平方和），记为SS组内（误差），计算公式为
∑∑ k ni
SS误差 = SS组内 =
( xij - X i )2 ,
i=1 j=1
ν误 = ν组内 = N - k
• 以单因素方差分析为例：将总变异和自由度分别 进行分解
SS总 SS组间 SS组内
它反映了实验处理因素引起的变异，也包括了随机 误差引起的变异。
其大小用各组均数与总均数的离差的平方和表示， 记为SS组间，计算公式为：
∑k
SS组间 = ni( X i - X )2 ,
5第六章方差分析
练习
• 以小鼠研究正常肝核糖核酸（RNA）对癌细 胞的生物学作用，试验分为对照组（生理 盐水）、水层 RNA组和酚层RNA组，分别用 此三种不同处理诱导肝细胞的FDP酶活力， 得数据如下。该三组资料均服从正态分布， 试比较三组均数有无差别?
ex_36.sas
表 6.1 对照组
2.79 2.69 3.11 3.47 1.77 2.44 2.83 2.52
复相关系数（确定系数），变异系数，均方根，总均数
对自变量的检验
R-Square:等于模型的平方和除以总 平方和，用于度量在因变量的变差 里能够由模型决定的比例有多少， 越接近1，效果越好。
检验的显著水平、自由度、 误差均方
具有相同字母的组间 均值差异没有统计学意义。
第2组具有A和B两个字母，所以 第二组和第三组，第一组均没有差异。
单因素方差分析
假设某单因素试验有k个处理，每个处理有n次重 复，共有nk个观测值。这类试验资料的数据模式
如下表所示。
（一）总平方和的分解 在上表中，反映全部观测值总变异的总平方和
是各观测值xij与总平均数的离均差平方和，记 为SST。即
kn
SST
( xij x.. ) 2
i1 j 1
nj 组内样本容量j 1,2,,n ki 组数，即水平数i 1,2,,k x.. 总平均数 xij i水平下第 j个样样本
变 差
组间 变差
总 变 差 组内 变差
组数（水平数）
（二）总自由度的剖分
在计算总平方和时，资料中的各个观测值要
kn
受 (xij x这..) 一0 条件的约束，故总自由度等于 i1 j1
资料中观测值的总个数减1，即kn-1。
dfT kn 1 df t k 1 df e dfT df t
方差分析
第三节 随机区组设计资料的方差分析
一、随机区组设计
1。随机区组设计
随机区组设计又称配伍组设计，是配对设计的扩展。 首先从总体中随机抽样，然后将样本中的所有受试对 象，按条件相同或相近配成若干组（随机区组或配伍 组），再将每组中的几个受试对象随机分配到不同的 处理组中去，这种设计的方法称随机区组设计。
变异程度。计算公式如下：
SS总
2
Xij X
X
2 ij
C
其中：
C X 2 N
用离均差平方和表示总变异大小受样本容量
的影响，样本容量越大，SS越大，所以必须扣 除n的影响，严格的讲是扣除ν的影响。
总变异的自由度：ν 总=N-1
SS总总 称为总变异的均方，用MS总表示。
2。完全随机设计资料的分析方法
完全随机设计资料在进行统计分析时，需根 据数据的分布特征选择方法，对于正态分布且方 差齐的资料，常采用完全随机设计的单因素方差
分析（one-way ANOVA）或两样本t检验（g=2）；
对于非正态或方差不齐的资料，可进行数据变换 或采用秩和检验。
二、完全随机设计方差分析
SS区组 区组
MS区组 MS误差
误差 SS总 SS处理 SS区组 (g 1)(n 1) SS误差 误差
其中：C ( X )2 N
例4-4 某研究者采用随机区组设计进行实验，比较三 种抗癌药物对小白鼠肉瘤抑瘤效果，先将15只染有肉瘤 小白鼠按体重大小配成5个区组，每个区组内3只小白鼠 随机接受三种抗癌药物（具体分配结果见例4-3），以 肉瘤的重量为指标，试验结果见表4-9。问三种不同的 药物的抑瘤效果有无差别？
方差分析的基本思想和应用条件
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页脚内容
方差分析
方差分析的基本思想和应用条件
基本思想
方差分析是一种以分析数据变异为基础，以F 值为统计量的计量资料的假设检验的方法。
各组样本均数个不相等，这种差异可能由两种原因引起：
1. 随机误差。
包括抽样误差、测量误差等，即各样本来自于总体，但由于随机误差使得样本均数不相等。
2. 处理因素。
即不同的处理引起的不同的作用或者效果，导致各处理组的均数不同。
总变异：所有观察值ij χ与总均数χ SS 总=∑∑
j -ij i ）（χχ2，1;-N 总=ν 组间变异：各组均数与i χ有总均数χ SS 组间=）-（n i i
i χχ∑2
，1;-K 组间=ν 组内变异：各组内每个测量值ij χ SS 组内=∑∑
j i -ij i ）（χχ2，k;-N 组内=ν
SS 总=SS 组间
MS F=组内
组间MS MS 原假设H0组内，F=1.
应用条件
1.
2.
3.。
统计学教案习题05方差分析
第五章方差分析一、教学大纲要求（一）掌握内容1．方差分析基本思想（1）多组计量资料总变异的分解，组间变异和组内变异的概念。
（2）多组均数比较的检验假设与F值的意义。
（3）方差分析的应用条件。
2．常见实验设计资料的方差分析（1）完全随机设计的单因素方差分析：适用的资料类型、总变异分解（包括自由度的分解）、方差分析的计算、方差分析表。
（2）随机区组设计资料的两因素方差分析：适用的资料类型、总变异分解（包括自由度的分解）、方差分析的计算、方差分析表。
（3）多个样本均数间的多重比较方法： LSD-t检验法；Dunnett-t检验法；SNK-q检验法。
（二）熟悉内容多组资料的方差齐性检验、变量变换方法。
（三）了解内容两因素析因设计方差分析、重复测量设计资料的方差分析。
二、教学内容精要(一) 方差分析的基本思想1．基本思想方差分析（analysis of variance，ANOVA）的基本思想就是根据资料的设计类型，即变异的不同来源将全部观察值总的离均差平方和（sum of squares of deviations from mean，SS）和自由度分解为两个或多个部分，除随机误差外，其余每个部分的变异可由某个因素的作用（或某几个因素的交互作用）加以解释，如各组均数的变异SS组间可由处理因素的作用加以解释。
通过各变异来源的均方与误差均方比值的大小，借助F分布作出统计推断，判断各因素对各组均数有无影响。
2．分析三种变异（1）组间变异：各处理组均数之间不尽相同，这种变异叫做组间变异（variation among groups），组间变异反映了处理因素的作用（处理确有作用时 ），也包括了随机误差（ 包括个体差异及测定误差 ）, 其大小可用组间均方（MS组间）表示，即 MS 组间= 组间组间ν/SS ， 其中，SS 组间=21)(x xn ki ii -∑= ，组间ν=k -1为组间自由度。
k 表示处理组数。
第6章 定量资料的方差分析
i
2 2 ( X X ) S ij 总 ( N 1) j
1364.52 (36 1) 47758.20 总 = N 1 36 1 35
2. 组间变异，每个处理组的均值与总均值之间的 变异。
SS组间 ni (Xi X)2
i
12(293.37 252.55)2 12(239.49 252.55)2 12(224.78 252.55)2 31291.67
SS处理
处理
（3） 区组间变异：由不同区组作用和随机误差引起的变 异，记为SS区组
S S区 组 M S区 组 =
m 2
k ( X j X ) ， 区 组 = m -1
j 1
S S区 组
区组
（4） 误差变异：完全由随机误差产生的变异，记为SS误差
SS误差 SS总 SS处理 SS区组， 误差=总-处理-区组 MS误差= SS误差
35 2 33 15645.83 498.99 31.36 <0.001
F0.05(2,32) 3.29, F0.01(2,32) 5.34
组内（误差）
组间（处理组间） 31291.67 16466.65
P<0.01。按 =0.05 水准，差别有统计学意义，可以认为三组不同喂养方式下大白鼠体重
nk
Xk
S k2
N
X
2
X
S2
S 22
全部试验的结果存在三种不同的变异：
1. 总变异（total variation）：全部试验数据大小不等，反 映所有观察值的变异，称为总变异。用各观察值和总均数 的离均差平方和表示记为
SS总
方差分析(ANOVA)
方差分析(ANOVA)一、方差分析的基本思想1. 方差分析的概念方差分析（ANOVA）又称变异数分析或F检验，其目的是推断两组或多组资料的总体均数是否相同，检验两个或多个样本均数的差异是否有统计学意义。
我们要学习的主要内容包括单因素方差分析即完全随机设计或成组设计的方差分析和两因素方差分析即配伍组设计的方差分析。
2. 方差分析的基本思想下面我们用一个简单的例子来说明方差分析的基本思想：如某克山病区测得11例克山病患者和13名健康人的血磷值（mmol/L）如下，患者：0.84 1.05 1.20 1.20 1.39 1.53 1.67 1.80 1.87 2.07 2.11健康人：0.54 0.64 0.64 0.75 0.76 0.81 1.16 1.20 1.34 1.35 1.48 1.56 1.87问该地克山病患者与健康人的血磷值是否不同？从以上资料可以看出，24个患者与健康人的血磷值各不相同，如果用离均差平方和（SS）描述其围绕总均数的变异情况，则总变异有以下两个来源：（1）组内变异，即由于随机误差的原因使得各组内部的血磷值各不相等；（2）组间变异，即由于克山病的影响使得患者与健康人组的血磷值均数大小不等。
而且：SS总=SS组间+SS组内v总=v组间+v组内如果用均方（即自由度v去除离均差平方和的商）代替离均差平方和以消除各组样本数不同的影响，则方差分析就是用组内均方去除组间均方的商（即F值）与1相比较，若F值接近1，则说明各组均数间的差异没有统计学意义，若F值远大于1，则说明各组均数间的差异有统计学意义。
实际应用中检验假设成立条件下F值大于特定值的概率可通过查阅F界值表（方差分析用）获得。
3. 方差分析的应用条件应用方差分析对资料进行统计推断之前应注意其使用条件，包括：（1）可比性，若资料中各组均数本身不具可比性则不适用方差分析。
（2）正态性，即偏态分布资料不适用方差分析。
对偏态分布的资料应考虑用对数变换、平方根变换、倒数变换、平方根反正弦变换等变量变换方法变为正态或接近正态后再进行方差分析。
第5章 方差分析-正式课件
在多因素试验中，若各因素水平的效应均属随机，则对应于随机模型。
在遗传、育种和生态试验研究方面随机模型有广泛的应用。
【例如】为研究中国猪种繁殖性能的变异情况，从大量地方品种中随机抽取 部分品种为代表进行试验、观察，以其结果推断中国猪种的繁殖性能的变异情况， 这就属于随机模型。
（一）、固定模型(fixed model)
在单因素试验的方差分析中，把k个处理看作k个明晰的总体， 如果满足： 1. 研究的对象只限于这k个总体的结果，而不需推广到其它总体 2. 研究目的在于推断这k个总体平均数是否相同，
即检验 H0：μ1=μ2=…=μk，若H0被否定，下一步需作多重比较 3. 重复试验时的处理仍为原来的k个处理
第5章 方差分析
多个平均数间的差异显著性检验
1
第一节 方差分析概述
一、方差分析的基本思想
方差分析（analysis of variance，简称ANOVA）由英国 统计学家R.A.Fisher提出，该方法是将k个处理的观测值作 为一个整体看待，把观测值的总变异分解为不同变异来源 的分变异，进而获得不同变异来源在总变异中所占份额的 估计值，通过F检验判定各样本所属总体的平均数是否相 等（H0：μ1=μ2=---=μk)。
12
第2节多样本的正态性检验和方差齐性检验
程序5-2 例5-1资料方差齐性检验的SAS程序
DATA EX5_2;
DO GROUP=1 TO 3;
DO N=1 TO 12;
INPUT X@@;
OUTPUT;
END;
END;
CARDS;
30 27 35 35 29 33 32 36 26 41 33 31
方差分析的基本思想和应用条件
方差分析的基本思想和应用条件方差分析（Analysis of Variance，简称ANOVA）是一种用于比较三个或三个以上总体均值差异的统计方法。
它是根据样本数据推断总体均值是否存在显著差异的一种有效工具。
方差分析的基本思想是通过比较不同来源引起的变异与同一来源引起的变异之间的差异来判断总体均值是否相等。
本文将介绍方差分析的基本思想和应用条件。
一、方差分析的基本思想方差分析的基本思想是通过比较组内变异与组间变异的大小来判断总体均值是否相等。
组内变异是同一组内个体数据与组内均值之间的离散程度，组间变异是不同组之间的均值差异。
如果组间变异显著大于组内变异，说明不同组之间存在均值差异，总体均值不相等；反之，组间变异小于组内变异，说明各组之间差异主要来自于随机因素，总体均值相等。
方差分析可以分为单因素方差分析和多因素方差分析。
单因素方差分析是指只考虑一个因素对总体均值的影响；而多因素方差分析则是考虑多个因素对总体均值的影响。
二、方差分析的应用条件方差分析有以下几个应用条件：1. 样本独立性：方差分析要求样本之间相互独立，即一个样本的观测值与其他样本的观测值没有相关关系。
当样本独立性不满足时，方差分析结果可能失真。
2. 方差齐性：方差分析要求各组之间的方差齐性，即不同组的样本方差应该相等。
方差齐性的检验常用的方法有Bartlett检验和Levene检验。
3. 数据正态性：方差分析要求各组的数据服从正态分布。
如果数据不服从正态分布，可以通过变换数据或者使用非参数方法来进行方差分析。
4. 误差项的独立性和正态性：方差分析假设误差项满足独立同分布的假设，并且符合正态分布。
如果误差项不满足这些假设，则方差分析的推断结果可能不准确。
除了上述基本条件外，方差分析还需要注意以下几点：样本容量应该足够大，以保证结果的可靠性；在进行方差分析前，应该进行数据的清洗和预处理，排除异常值和缺失数据的影响；根据研究的具体要求，选择合适的方差分析模型。
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方差分析的基本思想和应用条件
方差分析
方差分析的基本思想和应用条件
基本思想
方差分析是一种以分析数据变异为基础，以F 值为统计量的计量资料的假设检验的方法。
各组样本均数个不相等，这种差异可能由两种原因引起：
1. 随机误差。
包括抽样误差、测量误差等，即各样本来自于总体，但由于随机误差使
得样本均数不相等。
2. 处理因素。
即不同的处理引起的不同的作用或者效果，导致各处理组的均数不同。
总变异：所有观察值ij χ与总均数χ的离均差平方和表示，记为SS 总。
SS 总=∑∑j -ij i ）（χχ2，1;-N 总=ν 组间变异：各组均数与i χ有总均数χ的离均差平方和表示，记为SS 组间 SS 组间=）-（n i i
i χχ∑2，1;-K 组间=ν
组内变异：各组内每个测量值ij χ与该组的均数的离均差平方和，记为SS 组内 SS 组内=∑∑j i -ij i ）（χχ2，k;-N 组内=ν
SS 总= SS 组间+ SS 组内
各自的均方（mean square ，MS ，即方差）反应平均变异的大小
MS 组间= 组间组间
SS ν，MS 组内= 组内内组SS ν
组间均方除以组内均方即得方差分析的统计量F 。
F= 组内
组间MS MS 原假设H0为各组的总体均数相等。
理论上MS 组间= MS 组内，F=1.
应用条件
1.各观察值相互独立，且每一水平下的观察值均服从正态分布。
2.个总体方差相等，即具有方差齐性。
完全随机设计的方差分析。