F检验和t检验
1.T检验和F检验的由来
⼀般⽽⾔,为了确定从样本(sample)统计结果推论⾄总体时所犯错的概率,我们会利⽤统计学家所开发的⼀些统计⽅法,进⾏统计检定。
通过把所得到的统计检定值,与统计学家建⽴了⼀些随机变量的概率分布(probability distribution)进⾏⽐较,我们可以知道在多少%的机会下会得到⽬前的结果。倘若经⽐较后发现,出现这结果的机率很少,亦即是说,是在机会很少、很罕有的情况下才出现;那
我们便可以有信⼼的说,这不是巧合,是具有统计学上的意义的(⽤统计学的话讲,就是能够拒绝虚⽆假设null hypothesis,Ho)。相反,若⽐较后发现,出现的机率很⾼,并不罕见;那我们便不能很有信⼼的直指这不是巧合,也许是巧合,也许不是,但我们没能确定。
F值和t值就是这些统计检定值,与它们相对应的概率分布,就是F分布和t分布。统计显著性(sig)就是出现⽬前样本这结果的机率。
2. 统计学意义(P值或sig值)
结果的统计学意义是结果真实程度(能够代表总体)的⼀种估计⽅法。专业上,p值为结果可信程度的⼀个递减指标,p值越⼤,我们越不能认为样本中变量的关联是总体中各变量关联的可靠指标。p值是将观察结果认为有效即具有总体代表性的犯错概率。如
p=0.05提⽰样本中变量关联有5%的可能是由于偶然性造成的。即假设总体中任意变量间均⽆关联,我们重复类似实验,会发现约20个实验中有⼀个实验,我们所研究的变量关联将等于或强于我们的实验结果。(这并不是说如果变量间存在关联,我们可得到5%或95%次数的相同结果,当总体中的变量存在关联,重复研究和发现关联的可能性与设计的统计学效⼒有关。)在许多研究领域,0.05的p值通常被认为是可接受错误的边界⽔平。
3. T检验和F检验
⾄於具体要检定的内容,须看你是在做哪⼀个统计程序。
举⼀个例⼦,⽐如,你要检验两独⽴样本均数差异是否能推论⾄总体,⽽⾏的t检验。两样本(如某班男⽣和⼥⽣)某变量(如⾝⾼)的均数并不相同,但这差别是否能推论⾄总体,代表总体的情况也是存在著差异呢?会不会总体中男⼥⽣根本没有差别,只不过是你那麼巧抽到这2样本的数值不同?为此,我们进⾏t检定,算出⼀个t检定值。与统计学家建⽴的以「总体中没差别」作基础的随机变量t分布进⾏⽐较,看看在多少%的机会(亦即显著性sig值)下会得到⽬前的结果。若显著性sig值很少,⽐如<0.0
5(少於5%机率),亦即是说,「如果」总体「真的」没有差别,那麼就只有在机会很少(5%)、很罕有的情况下,才会出现⽬前这样本的情况。虽然还是有5%机会出错(1-0.05=5%),但我们还是可以「⽐较有信⼼」的说:⽬前样本中这情况(男⼥⽣出现差异的情况)不是巧合,是具统计学意义的,「总体中男⼥⽣不存差异」的虚⽆假设应予拒绝,简⾔之,总体应该存在著差异。
每⼀种统计⽅法的检定的内容都不相同,同样是t-检定,可能是上述的检定总体中是否存在差异,也同能是检定总体中的单⼀值是否等於0或者等於某⼀个数值。
⾄於F-检定,⽅差分析(或译变异数分析,Analysis of Variance),它的原理⼤致也是上⾯说的,但它是透过检视变量的⽅差⽽进⾏的。它主要⽤于:均数差别的显著性检验、分离各有关因素并估计其对总变异的作⽤、分析因素间的交互作⽤、⽅差齐性(Equality of Variances)检验等情况。
4. T检验和F检验的关系
t检验过程,是对两样本均数(mean)差别的显著性进⾏检验。惟t检验须知道两个总体的⽅差(Variances)是否相等;t检验值的计算会因⽅差是否相等⽽有所不同。也就是说,t检验须视乎⽅差齐性(Equality of Variances)结果。所以,SPSS在进⾏t-test for Equality of Means的同时,也要做Levene's Test for Equality of Variances 。
4.1
在Levene's Test for Equality of Variances⼀栏中 F值为2.36, Sig.为.128,表⽰⽅差齐性检验「没有显著差异」,即两⽅差齐(Equal Variances),故下⾯t检验的结果表中要看第⼀排的数据,亦即⽅差齐的情况下的t检验的结果。
4.2.
在t-test for Equality of Means中,第⼀排(Variances=Equal)的情况:t=8.892, df=84, 2-Tail Sig=.000, Mean Difference=22.99
既然Sig=.000,亦即,两样本均数差别有显著性意义!
4.3
到底看哪个Levene's Test for Equality of Variances⼀栏中sig,还是看t-test for Equality of Means中那个Sig. (2-tailed)啊? 答案是:两个都要看。
先看Levene's Test for Equality of Variances,如果⽅差齐性检验「没有显著差异」,即两⽅差齐(Equal Variances),故接著的t检验的结果表中要看第⼀排的数据,亦即⽅差齐的情况下的t检验的结果。反之,如果⽅差齐性检验「有显著差异」,即两⽅差不齐(Unequal Variances),故接著的t检验的结果表中要看第⼆排的数据,亦即⽅差不齐的情况下的t检验的结果。
4.4
你做的是T检验,为什么会有F值呢? 就是因为要评估两个总体的⽅差(Variances)是否相等,要做Levene's Test for Equality of Variances,要检验⽅差,故所以就有F值。
另⼀种解释:
t检验有单样本t检验,配对t检验和两样本t检验。
单样本t检验:是⽤样本均数代表的未知总体均数和已知总体均数进⾏⽐较,来观察此组样本与总体的差异性。
配对t检验:是采⽤配对设计⽅法观察以下⼏种情形,1,两个同质受试对象分别接受两种不同的处理;2,同⼀受试对象接受两种不同的处理;3,同⼀受试对象处理前后。
F检验⼜叫⽅差齐性检验。在两样本t检验中要⽤到F检验。
从两研究总体中随机抽取样本,要对这两个样本进⾏⽐较的时候,⾸先要判断两总体⽅差是否相同,即⽅差齐性。若两总体⽅差相等,则直接⽤t检验,若不等,可采⽤t'检验或变量变换或秩和检验等⽅法。
其中要判断两总体⽅差是否相等,就可以⽤F检验。
若是单组设计,必须给出⼀个标准值或总体均值,同时,提供⼀组定量的观测结果,应⽤t检验的前提条件就是该组资料必须服从正态分布;若是配对设计,每对数据的差值必须服从正态分布;若是成组设计,个体之间相互独⽴,两组资料均取⾃正态分布的总体,并
满⾜⽅差齐性。之所以需要这些前提条件,是因为必须在这样的前提下所计算出的t统计量才服从t分布,⽽t检验正是以t分布作为其理论依据的检验⽅法。
简单来说就是实⽤T检验是有条件的,其中之⼀就是要符合⽅差齐次性,这点需要F检验来验证。