Test t Studenta: Różnice pomiędzy wersjami
m (cleanup bibliografii i rotten links) |
|||
(Nie pokazano 31 wersji utworzonych przez 3 użytkowników) | |||
Linia 1: | Linia 1: | ||
'''Test t- Studenta''' jest wykorzystywany w celu porównania grup, dla których mamy wyniki, czyli chcemy stwierdzić czy wyniki w jednej grupie są większe bądź mniejsze niż w drugiej grupie. Testu t- Studenta nie należy wykonywać dla więcej niż dwóch grup. Odpowiada on na pytanie czy średnie wartości badanych zmiennych w dwóch grupach różnią się od siebie statystycznie istotnie (M. Sobczyk 2007, s. 134-136). | '''Test t - Studenta''' jest wykorzystywany w celu porównania grup, dla których mamy wyniki, czyli chcemy stwierdzić czy wyniki w jednej grupie są większe bądź mniejsze niż w drugiej grupie. Testu t - Studenta nie należy wykonywać dla więcej niż dwóch grup. Odpowiada on na pytanie czy średnie wartości badanych zmiennych w dwóch grupach różnią się od siebie statystycznie istotnie (M. Sobczyk 2007, s. 134-136). | ||
==TL;DR== | |||
Test t-Studenta jest wykorzystywany do porównywania wyników między dwiema grupami. Ma trzy rodzaje: dla prób niezależnych, dla prób zależnych i dla jednej próby. Test opiera się na założeniu rozkładu normalnego i podobności wariancji w grupach. Rozkład t-Studenta jest stosowany w statystyce i metrologii dla prób o małej liczebności. Test t-Studenta może być używany w różnych badaniach, takich jak porównywanie wpływów z różnych źródeł czy różnic między grupami społecznymi. | |||
==Założenia testów t-Studenta== | ==Założenia testów t-Studenta== | ||
Założenie testów t-Studenta jest następujące (M. Sobczyk 2007, s. 134-136): | Założenie testów t-Studenta jest następujące (M. Sobczyk 2007, s. 134-136): | ||
# rozkład wyników zmiennej zależnej w badanych grupach jest zbliżony do rozkładu normalnego, | # rozkład wyników zmiennej zależnej w badanych grupach jest zbliżony do rozkładu normalnego, | ||
# porównywane grupy są podobne pod kątem ilości badanych osób, | # porównywane grupy są podobne pod kątem ilości badanych osób, | ||
# homogeniczność wariancji, tzn. wariancje w grupach badanych są do siebie podobne | # homogeniczność wariancji, tzn. wariancje w grupach badanych są do siebie podobne | ||
# zmienna zależna powinna być mierzona na skali ilościowej | # zmienna zależna powinna być mierzona na skali ilościowej | ||
Test t- Studenta jest '''testem parametrycznym''', czyli opiera się na obliczaniu wartości średniej i odchylenia standardowego. Posiadając zmienne mierzone w skali porządkowej czy nominalnej obliczenie wartości za pomocą t-Studenta nie jest możliwe. W tym przypadku powinien zostać zastosowany jego odpowiedni dla testów nieparametrycznych, a mianowicie test U Manna-Whitneya (M. Sobczyk 2007, s. 134-136). | Test t - Studenta jest '''testem parametrycznym''', czyli opiera się na obliczaniu wartości średniej i odchylenia standardowego. Posiadając zmienne mierzone w skali porządkowej czy nominalnej obliczenie wartości za pomocą t-Studenta nie jest możliwe. W tym przypadku powinien zostać zastosowany jego odpowiedni dla testów nieparametrycznych, a mianowicie test U Manna-Whitneya (M. Sobczyk 2007, s. 134-136). | ||
==Rodzaje testów== | ==Rodzaje testów== | ||
Istnieją trzy rodzaje testu t-Studenta (W. Malska 2015, s. 326): | Istnieją trzy rodzaje testu t-Studenta (W. Malska 2015, s. 326): | ||
* '''dla prób niezależnych''' | * '''dla prób niezależnych''' - ocenia różnice między niezależnymi grupami np. między grupą kontrolną a eksperymentalną, kobietami a mężczyznami czy grupą starszych i młodszych. Aby wyniki wyszły prawidłowe należy mieć na uwadze takie czynniki jak: pomiar ilościowy zmiennej zależnej, zmienna niezależna powinna być dychotomiczna, rozkład w grupach powinien być normalny, wariancje oraz liczebność grup jest zbliżona. Porównanie grupy badanych następuje z wykorzystaniem testu zgodności chi-kwadrat (test Pearsona). Wzór dla prób niezależnych wygląda następująco (W. Malska 2015, s. 326): | ||
<math>T=\frac{\bar{X_1}-\bar{X_2}}{S{x_1-x_2}}</math> | <math>T=\frac{\bar{X_1}-\bar{X_2}}{S{x_1-x_2}}</math> | ||
* '''dla prób zależnych''' | * '''dla prób zależnych''' - Jest to klasyczny przykład testu wykonywanego przed i po zaistniałej zmianie. W odróżnieniu od testu dla prób niezależnych, bierze pod uwagę i ocenia te same grupy osób. Obserwacja musi odbyć się dwa razy, a badane próby są powiązane ze sobą. Próba ta zestawia ze sobą wynik i pierwszego i drugiego pomiaru dokonywanego na jednej zmiennej. Zmienna jest badana w odniesieniu do innych warunków, jakie zachodzą, jednakże z uwzględnieniem tej samej grupy badanych. Próba zależna wymaga zaistnienia określonych czynników: zmiennej zależnej w pomiarze ilościowym; rozkładu zmiennej, który jest normalny; zastosowania identycznej skali pomiaru przy obydwu pomiarach, normalność rozkładu różnic zmiennych (W. Malska 2015, s. 326): <math>T=\frac{\bar{D}}{S_D/\sqrt{n}}</math> | ||
* '''dla jednej próby''' | * '''dla jednej próby''' - test ten pozwala wyciągnąć wnioski z zestawienia: średniego wyniki dokonanego na jednej grupie osób poddanych w badaniu, z odchyleniem standardowym wynikającym z tego samego badania na tej samej, jednej grupie badanych. Obydwa te pomiary koreluje się z założoną na potrzeby tego badania wartością. Wartość ta może być przyjęta hipotetycznie lub można wynika z innych badań. Test jednej próby używany jest, kiedy dokonywany jest pomiar zmiennej o ile znajduje się ona na skali ilościowej i ma rozkład normalny (W. Malska 2015, s. 326): <math>T = \frac{\bar{X_1} - \mu}{Sx_1}</math> | ||
<google>n</google> | |||
==Rozkład t-Studenta== | ==Rozkład t-Studenta== | ||
'''Rozkład t-Studenta''' zwany również rozkładem t to model teoretyczny wykorzystywany do przybliżenia momentu pierwszego rzędu populacji o rozkładzie normalnym, przy niewielkiej wielkości próby oraz nieznanym odchyleniem standardowym. Jest to rozkład prawdopodobieństwa, który podaje wartość małej próby z populacji, posiadającej rozkład normalny i dla której brak jest informacji o odchyleniu standardowym. W przeciwieństwie do rozkładu normalnego rozkład t zależy jedynie od stopni swobody (M. Sobczyk 2007, s. 134-136). | '''Rozkład t-Studenta''' zwany również rozkładem t to model teoretyczny wykorzystywany do przybliżenia momentu pierwszego rzędu populacji o rozkładzie normalnym, przy niewielkiej wielkości próby oraz nieznanym odchyleniem standardowym. Jest to rozkład prawdopodobieństwa, który podaje wartość małej próby z populacji, posiadającej rozkład normalny i dla której brak jest informacji o odchyleniu standardowym. W przeciwieństwie do rozkładu normalnego rozkład t zależy jedynie od stopni swobody (M. Sobczyk 2007, s. 134-136). | ||
Rozkład t-Studenta jest stosowany w statystyce i metrologii. Opierają się na dwóch podstawowych twierdzeniach (M. Sobczyk 2007, s. 134-136): | |||
# zmienne losowe <math>X_1,X_2,...,X_n</math> mają taki sam rozkład prawdopodobieństwa, który jest rozkładem normalnym o średniej <math>m</math> i wariancji <math>\sigma^2</math>. Wówczas zmienna <math>t</math> ma rozkład Studenta o <math>v=n-1</math> stopniach swobody, | |||
# dwie próby o liczebności <math>n_1</math> oraz <math>n_2</math>, wartościach średnich <math>\bar{X_1}</math> oraz <math>\bar{X_2}</math> i wariancja określona z próby <math>s^2_1</math> oraz <math>s^2_2</math> wylosowane z populacji o jednakowym rozkładzie normalnym, powodują, że zmienna <math>t</math> ma rozkład Studenta o <math>v=n_1+n_2-2</math>. | |||
Rozkład ten jest wykorzystywany w testach parametrycznych, estymacji przedziałowej, wartości średnich i wariancji oraz testach istotności, gdy chodzi o próby z niewielką liczebnością, czyli gdy <math>n \leqslant 30</math>. W przypadku metrologii rozkładu Studenta używa się do estymacji odchylenia standardowego. Jeśli chodzi o duże próby, gdzie <math>n \geqslant 30</math> rozkład t-Studenta jest tożsamy z rozkładem normalnym, a dla mniejszych prób estymator odchylenia standardowego powinien zostać pomnożony przez wartość krytyczną rozkładu, gdzie liczba stopni swobody wynosi <math>v=n-1</math>, a poziom istotności przyjmuje wartość <math>\alpha</math> (M. Sobczyk 2007, s. 134-136). | |||
==Przykłady zastosowania testu t-Studenta== | |||
'''Test t-Studenta''' można wykorzystać w badaniu różnych zjawisk w zależności od posiadanych danych. Poniżej zostały przedstawione przykłady problemów badawczych w odniesieniu do rodzajów testów t-Studenta (R. Magiera 2018, s. 226): | |||
# '''dla jednej próby''' | |||
''Czy wpływy ze sztabów WOŚP w woj. Lubelskim różnią się od średniej z ubiegłego roku?'' | |||
''Czy inteligencja studentów z UEK różni się od średniej w populacji?'' | |||
# '''dla prób skorelowanych (zależnych)''' | |||
''Czy słuchanie muzyki podczas rozwiązywania zadań wydłuża czas znalezienia rozwiązania?'' | |||
''Czy istnieje różnica między wysokością zarobków na początku zatrudnienia a wysokością zarobków po 5 latach pracy?'' | |||
# '''dla prób nieskorelowanych (niezależnych)''' | |||
''Czy kobiety i mężczyźni różnią się liczbą podejść do egzaminy na prawo jazdy?'' | |||
''Czy mieszkańcy miast i wsi różnią się od siebie wysokością zarobków?'' | |||
{{infobox5|list1={{i5link|a=[[Analiza regresji]]}} — {{i5link|a=[[Rozkład t-Studenta]]}} — {{i5link|a=[[Przedział ufności]]}} — {{i5link|a=[[Współczynnik determinacji]]}} — {{i5link|a=[[Rozkład normalny]]}} — {{i5link|a=[[Średnia]]}} — {{i5link|a=[[Próba]]}} — {{i5link|a=[[Współczynnik korelacji rang Spearmana]]}} — {{i5link|a=[[Test zgodności chi-kwadrat]]}} }} | |||
==Bibliografia== | ==Bibliografia== | ||
* Bobowski Z. (2004), ''Wybrane metody statystyki opisowej | <noautolinks> | ||
* Gardoń A. (2011), | * Bobowski Z. (2004), ''Wybrane metody statystyki opisowej i wnioskowania statystycznego'', WWSZiP, Wałbrzych | ||
* Kurkiewicz J. (2005), ''Podstawy statystyki'', Oficyna Wydawnicza AFM, Kraków | * Gardoń A. (2011), ''[https://dbc.wroc.pl/Content/34583/download/ Rozkład statystyki T-Studenta przy danej wariancji z próby o rozkładzie normalnym]'', Didactics of Mathematics, Nr 8 | ||
* Lipińska K. (2010), ''Rachunek prawdopodobieństwa i statystyka'', Ośrodek Kształcenia na Odległość Politechniki Warszawskiej OKNO, Warszawa | * Kurkiewicz J. (2005), ''Podstawy statystyki'', Oficyna Wydawnicza AFM, Kraków | ||
* Magiera R. (2018), '' | * Lipińska K. (2010), ''Rachunek prawdopodobieństwa i statystyka'', Ośrodek Kształcenia na Odległość Politechniki Warszawskiej OKNO, Warszawa | ||
* Malska W. (2015), '' | * Magiera R. (2018), ''Modele i metody statystyki matematycznej'', Oficyna Wydawnicza GiS, Wrocław | ||
* Sobczyk M. (2007), ''Statystyka'', Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa | * Malska W. (2015), ''Wykorzystanie testu t dla pojedynczej próby we wnioskowaniu statystycznym'', Edukacja - Technika - Informatyka nr 3(13) | ||
* Sobczyk M. (2007), ''Statystyka'', Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa | |||
</noautolinks> | |||
{{a|Anna Tas}} | {{a|Anna Tas}} | ||
[[Kategoria: | [[Kategoria:Miary statystyczne]] | ||
{{#metamaster:description|Test t-Studenta - narzędzie statystyczne do porównywania wyników między dwiema grupami. Sprawdź, czy wartości średnie różnią się istotnie. Dowiedz się więcej.}} |
Aktualna wersja na dzień 00:17, 5 sty 2024
Test t - Studenta jest wykorzystywany w celu porównania grup, dla których mamy wyniki, czyli chcemy stwierdzić czy wyniki w jednej grupie są większe bądź mniejsze niż w drugiej grupie. Testu t - Studenta nie należy wykonywać dla więcej niż dwóch grup. Odpowiada on na pytanie czy średnie wartości badanych zmiennych w dwóch grupach różnią się od siebie statystycznie istotnie (M. Sobczyk 2007, s. 134-136).
TL;DR
Test t-Studenta jest wykorzystywany do porównywania wyników między dwiema grupami. Ma trzy rodzaje: dla prób niezależnych, dla prób zależnych i dla jednej próby. Test opiera się na założeniu rozkładu normalnego i podobności wariancji w grupach. Rozkład t-Studenta jest stosowany w statystyce i metrologii dla prób o małej liczebności. Test t-Studenta może być używany w różnych badaniach, takich jak porównywanie wpływów z różnych źródeł czy różnic między grupami społecznymi.
Założenia testów t-Studenta
Założenie testów t-Studenta jest następujące (M. Sobczyk 2007, s. 134-136):
- rozkład wyników zmiennej zależnej w badanych grupach jest zbliżony do rozkładu normalnego,
- porównywane grupy są podobne pod kątem ilości badanych osób,
- homogeniczność wariancji, tzn. wariancje w grupach badanych są do siebie podobne
- zmienna zależna powinna być mierzona na skali ilościowej
Test t - Studenta jest testem parametrycznym, czyli opiera się na obliczaniu wartości średniej i odchylenia standardowego. Posiadając zmienne mierzone w skali porządkowej czy nominalnej obliczenie wartości za pomocą t-Studenta nie jest możliwe. W tym przypadku powinien zostać zastosowany jego odpowiedni dla testów nieparametrycznych, a mianowicie test U Manna-Whitneya (M. Sobczyk 2007, s. 134-136).
Rodzaje testów
Istnieją trzy rodzaje testu t-Studenta (W. Malska 2015, s. 326):
- dla prób niezależnych - ocenia różnice między niezależnymi grupami np. między grupą kontrolną a eksperymentalną, kobietami a mężczyznami czy grupą starszych i młodszych. Aby wyniki wyszły prawidłowe należy mieć na uwadze takie czynniki jak: pomiar ilościowy zmiennej zależnej, zmienna niezależna powinna być dychotomiczna, rozkład w grupach powinien być normalny, wariancje oraz liczebność grup jest zbliżona. Porównanie grupy badanych następuje z wykorzystaniem testu zgodności chi-kwadrat (test Pearsona). Wzór dla prób niezależnych wygląda następująco (W. Malska 2015, s. 326):
- dla prób zależnych - Jest to klasyczny przykład testu wykonywanego przed i po zaistniałej zmianie. W odróżnieniu od testu dla prób niezależnych, bierze pod uwagę i ocenia te same grupy osób. Obserwacja musi odbyć się dwa razy, a badane próby są powiązane ze sobą. Próba ta zestawia ze sobą wynik i pierwszego i drugiego pomiaru dokonywanego na jednej zmiennej. Zmienna jest badana w odniesieniu do innych warunków, jakie zachodzą, jednakże z uwzględnieniem tej samej grupy badanych. Próba zależna wymaga zaistnienia określonych czynników: zmiennej zależnej w pomiarze ilościowym; rozkładu zmiennej, który jest normalny; zastosowania identycznej skali pomiaru przy obydwu pomiarach, normalność rozkładu różnic zmiennych (W. Malska 2015, s. 326):
- dla jednej próby - test ten pozwala wyciągnąć wnioski z zestawienia: średniego wyniki dokonanego na jednej grupie osób poddanych w badaniu, z odchyleniem standardowym wynikającym z tego samego badania na tej samej, jednej grupie badanych. Obydwa te pomiary koreluje się z założoną na potrzeby tego badania wartością. Wartość ta może być przyjęta hipotetycznie lub można wynika z innych badań. Test jednej próby używany jest, kiedy dokonywany jest pomiar zmiennej o ile znajduje się ona na skali ilościowej i ma rozkład normalny (W. Malska 2015, s. 326):
Rozkład t-Studenta
Rozkład t-Studenta zwany również rozkładem t to model teoretyczny wykorzystywany do przybliżenia momentu pierwszego rzędu populacji o rozkładzie normalnym, przy niewielkiej wielkości próby oraz nieznanym odchyleniem standardowym. Jest to rozkład prawdopodobieństwa, który podaje wartość małej próby z populacji, posiadającej rozkład normalny i dla której brak jest informacji o odchyleniu standardowym. W przeciwieństwie do rozkładu normalnego rozkład t zależy jedynie od stopni swobody (M. Sobczyk 2007, s. 134-136).
Rozkład t-Studenta jest stosowany w statystyce i metrologii. Opierają się na dwóch podstawowych twierdzeniach (M. Sobczyk 2007, s. 134-136):
- zmienne losowe mają taki sam rozkład prawdopodobieństwa, który jest rozkładem normalnym o średniej i wariancji . Wówczas zmienna ma rozkład Studenta o stopniach swobody,
- dwie próby o liczebności oraz , wartościach średnich oraz i wariancja określona z próby oraz wylosowane z populacji o jednakowym rozkładzie normalnym, powodują, że zmienna ma rozkład Studenta o .
Rozkład ten jest wykorzystywany w testach parametrycznych, estymacji przedziałowej, wartości średnich i wariancji oraz testach istotności, gdy chodzi o próby z niewielką liczebnością, czyli gdy . W przypadku metrologii rozkładu Studenta używa się do estymacji odchylenia standardowego. Jeśli chodzi o duże próby, gdzie rozkład t-Studenta jest tożsamy z rozkładem normalnym, a dla mniejszych prób estymator odchylenia standardowego powinien zostać pomnożony przez wartość krytyczną rozkładu, gdzie liczba stopni swobody wynosi , a poziom istotności przyjmuje wartość (M. Sobczyk 2007, s. 134-136).
Przykłady zastosowania testu t-Studenta
Test t-Studenta można wykorzystać w badaniu różnych zjawisk w zależności od posiadanych danych. Poniżej zostały przedstawione przykłady problemów badawczych w odniesieniu do rodzajów testów t-Studenta (R. Magiera 2018, s. 226):
- dla jednej próby
Czy wpływy ze sztabów WOŚP w woj. Lubelskim różnią się od średniej z ubiegłego roku?
Czy inteligencja studentów z UEK różni się od średniej w populacji?
- dla prób skorelowanych (zależnych)
Czy słuchanie muzyki podczas rozwiązywania zadań wydłuża czas znalezienia rozwiązania?
Czy istnieje różnica między wysokością zarobków na początku zatrudnienia a wysokością zarobków po 5 latach pracy?
- dla prób nieskorelowanych (niezależnych)
Czy kobiety i mężczyźni różnią się liczbą podejść do egzaminy na prawo jazdy?
Czy mieszkańcy miast i wsi różnią się od siebie wysokością zarobków?
Test t Studenta — artykuły polecane |
Analiza regresji — Rozkład t-Studenta — Przedział ufności — Współczynnik determinacji — Rozkład normalny — Średnia — Próba — Współczynnik korelacji rang Spearmana — Test zgodności chi-kwadrat |
Bibliografia
- Bobowski Z. (2004), Wybrane metody statystyki opisowej i wnioskowania statystycznego, WWSZiP, Wałbrzych
- Gardoń A. (2011), Rozkład statystyki T-Studenta przy danej wariancji z próby o rozkładzie normalnym, Didactics of Mathematics, Nr 8
- Kurkiewicz J. (2005), Podstawy statystyki, Oficyna Wydawnicza AFM, Kraków
- Lipińska K. (2010), Rachunek prawdopodobieństwa i statystyka, Ośrodek Kształcenia na Odległość Politechniki Warszawskiej OKNO, Warszawa
- Magiera R. (2018), Modele i metody statystyki matematycznej, Oficyna Wydawnicza GiS, Wrocław
- Malska W. (2015), Wykorzystanie testu t dla pojedynczej próby we wnioskowaniu statystycznym, Edukacja - Technika - Informatyka nr 3(13)
- Sobczyk M. (2007), Statystyka, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa
Autor: Anna Tas