方差分析(Analysis of Variance,简称ANOVA),又称“变异数分析”,是由英国统计与遗传学家R.A.Fisher发明。方差分析主要用于两个及两个以上样本均数差别的显著性检验。方差分析又称F检验,字母F是发明者Fisher姓氏的首字母。
方差分析的核心思想是变异度的分解,分析的主要过程是F统计量的构建。在对数值型数据集进行统计描述时,一般涉及集中趋势和离散趋势的描述,而方差就是描述定量数据离散程度的指标。数据方差越大,说明数据的离散程度就越大。
假设一个团队想要研究两种补钙产品的效果是否相同,于是就设计了这样一个试验,从一个实验室中购买了15只同一批次的老鼠,将老鼠随机分为3组,这3组老鼠分别服用A药、B药以及空白对照药。在用药之前,三组小鼠的骨密度均值如下表。我们可以看到各组间的均值差不多,所以各组间的差异不大;由于都是来源于同一批次的老鼠,各个分组内的差异也不大。这时候,如果用组间的变异除以组内的变异,那么这个值将会接近于1。
对照 | A | B | 总均值 |
---|---|---|---|
8.0 | 8.1 | 7.9 | 8.05 |
经过一个阶段服药之后,这3组小鼠骨密度的取值发生了变化。这时候如何用组间变异除以组内变异,这个值将大于1。这个大于1如何理解呢?就是组间变异是组内变异的多少倍。组间变异由什么构成的呢?组间变异除了小鼠个体变异,还有干预措施的影响。如果组间变异除以组内变异远远大于1,我们有理由认为干预措施发挥了作用。
对照 | A | B | 总均值 |
---|---|---|---|
8.0 | 11.0 | 15.0 | 11.5 |
以上就是方差分析思想的一个举例,后续会继续介绍。
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