第二节 两样本比较的秩和检验

(Wilcoxon 两样本比较法)

本法是通过两个样本的观察值来推断两个总体的分布位置是否相同,其检验假设是两个总体的分布位置相同,备择假设是两个总体的分布位置不同。常用 Wilcoxon 秩和检验。Wilcoxon 秩和检验其基本步骤如下:1.建立假设 2.编秩将两样本观察值从小到大统一编秩,如相同观察值不在同一样本内,应取平均秩。

  1. 求含量较小的样本秩和,记为 T;如果两样本含量相等,那就任取一个样本的秩和。为核对是否计算有误,可看两个样本的秩和相加是否等于

N( N + 1) ,如果相等,说明计算无误,这里N = n + n 。

2 1 2

  1. 判断结果以 n1、n2-n1 及 T 查表 9—4 做两样本比较秩和检验得 P 值, 按所取检验水准作出推断结论。查表时,若统计量 T 值在某一行的上、下界值范围内,其 P 值大于表中相应的 P;若 T 值在上、下界值范围外,其 P 值小于表中相应的 P;若 T 值恰等于上、下界值,其 P 值等于表中相应的 P 值。

如果样本含量较大,表中查不到时,可用正态近似法作检验,公式为:

u = (9·3)

当相同秩次较多时,应采用校正公式:

u =

(9·4)

式中 ti 为第 i 个相同秩次的个数。

例 9·2 某实验室观察局部温热治疗小鼠移植性肿瘤的疗效,以生存日数作为观察指标,资料见表 9-3 的第(1)、(3)栏,试检验两组小鼠生存日数有无差别?

表 9 - 3 两组小鼠发癌后生存日数

实验组 对照组

生存日数 秩次 生存日数 秩次

(1) (2) (3) (4)

10

9.5

2

1

12

12.5

3

2

15

15

4

3

15

16

5

4

16

17

6

5

17

18

7

6

18

19

8

7

20

20

9

8

23

21

10

9.5

90 以上

22

11

11

12

12.5

n1=10

T1=170

13 n2=12

14

T2=83

  1. 建 立 假 设 H0:两总体分布相同,或两总体分布位置相同H1:两总体分布位置不同

α=0.05

  1. 编秩将全部 22 个观察值从小到大标出其秩次,见表 9-3 第(2)、(4)

栏。表中实验组和对照组均有10,取平均秩次是9.5( 9 + 10 )。两组均有

2

12,取平均秩次是12.5( 12 + 13 )。实验组有两个15,因为是在同一组内,

2

故不必取平均秩次。

  1. 以样本含量较少组的秩和为 T,本例 T=170。

  2. 判断结果查表 9-4 两样本比较秩和检验用 T

    界值表,双侧检验,当n1=10,n2-n1=12-10=2 时,170>154,得 P<0.01,按α=0.05 水准拒绝 H0, 接受 H1,故可认为实验组生存日数较对照组长。

本法的基本思想:由上可见,假定含量分别为 n1 和 n2 的两个样本,来自同一总体(或分布相同的两个总体),则 n1 样本的 T 与平均秩和一般相差不大,若相差悬殊,超出了表 9-4 按α水准的界值范围,表示抽得现有样本统计量 T 值的概率很小,因而在α水准上拒绝无效假设 H0;相反,若 P 不小, 则不能拒绝无效假设 H0。

表 9-4T 界值表(两样本比较的秩和检验用)

单侧 双侧

每组 1 行 P=0.05 P=0.10 2 行 P=0.025 P=0.05

3 行 P=0.01 P=0.02

4 行 P=0.005 P=0.01

n1 n2-n1

(较小n)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

3

6-15

7-17

7-20

8-22

9-24

9-27

10-29

11-31

11-34

12-36

13-38

5-16

6-18

6-21

7-23

7-26

8-28

8-31

9-33

10-35

10-38

11-40

5-16

5-19

6-21

6-24

6-27

7-29

7-32

7-35

8-37

8-40

9-42

5-16

5-19

5-22

5-25

6-27

6-30

6-33

6-36

7-38

7-41

7-44

4

12-24

13-27

14-30

15-33

16-36

17-39

18-42

19-45

20-48

21-51

22-54

11-25

12-28

12-32

13-35

14-38

15-11

16-44

17-47

17-47

18-54

19-57

10-26

10-30

11-33

12-36

12-40

13-13

14-46

14-50

15-53

16-56

16-60

9-27

10-30

10-34

11-37

11-41

12-14

12-18

13-51

13-55

14-58

15-61

5

19-36

20-40

22-43

24-46

25-50

26-54

27-58

29-31

30-65

32-68

33-72

18-37

19-41

20-45

21-49

22-53

24-56

25-60

26-64

27-68

29-71

30-75

16-39

17-43

18-47

19-51

20-55

21-59

22-63

23-67

24-71

25-75

26-79

15-40

16-44

17-48

18-52

19-56

19-61

20-65

21-69

22-73

23-77

24-81

N1 n2-n1

(较小n)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

6

28-50

30-54

32-58

33-63

35-67

37-71

39-75

41-79

42-84

44-88

46-92

26-52

28-56

29-61

31-35

32-70

34-74

36-78

37-83

39-87

41-91

42-96

21-54

26-58

27-63

28-68

30-72

31-77

32-82

34-86

35-91

36-96

38-100

23-55

24-60

25-65

27-69

28-74

29-79

30-84

31-89

32-94

34-98

35-103

7

39-66

41-71

43-76

46-80

48-85

50-90

52-95

54-100

57-104

59-109

61-114

37-68

39-73

41-78

43-83

45-88

46-94

48-99

50-104

52-109

54-114

56-119

34-71

36-76

38-81

39-87

41-92

43-97

44-103

46-108

48-113

49-119

51-124

33-72

34-78

36-83

37-89

39-94

40-100

42-105

43-111

45-116

46-122

48-127

8

52-84

54-90

57-95

60-100

62-106

65-111

67-117

70-122

73-127

75-133

78-138

49-87

51-93

54-98

56-104

58-110

61-115

63-121

65-127

68-132

70-138

72-144

46-90

48-96

50-102

52-108

54-114

56-120

58-126

60-132

62-138

64-144

66-150

44-92

46-98

47-105

49-111

51-117

53-123

55-129

57-135

59-141

61-147

62-154

9

66-105

69-111

72-117

75-123

78-129

81-135

84-141

87-147

90-153

93-159

96-165

63-108

66-114

68-121

71-127

74-133

77-139

79-146

82-152

85-158

88-164

90-171

59-112

62-118

64-125

66-132

69-138

71-145

74-151

76-158

76-164

81-174

83-178

57-114

59-121

64-128

63-135

65-142

68-148

70-155

72-162

74-169

77-175

79-182

10

83-127

86-134

89-141

93-147

96-154

100-160

103-167

107-173

110-180

114-186

117-193

79-131

82-138

85-145

88-152

91-159

94-166

97-173

101-179

104-186

107-193

110-200

74-136

77-143

80-150

83-157

85-165

88-172

91-179

94-186

97-193

100-200

102-208

71-139

74-146

76-154

79-161

82-168

84-176

87-183

89-191

92-198

95-205

97-213

11

101-152 105-159 109-166 112-174

116-181

120-188 124-195 128-202

132-209

136-216

139-224

96-157 100-164 103-172 107-179

110-187

114-194 118-201 121-209

125-216

128-224

132-231

91-162 94-170 97-178 101-185

104-193

107-201 110-209 113-217

117-224

120-232

123-240

88-165 91-173 94-181 97-189

100-197

102-206 105-214 108-222

111-230

114-238

117-246