参考资料:生物统计学
方差分析是将总变异分解为组间变异的方差和组内变异的方差,并通过F检验推断处理效应是否显著的过程,而方差是通过平方和与自由度计算出来的,所以方差分析首先需要进行平方和与自由度的分解。具体步骤如下:
1、平方和的分解
为了方便表述,用表示全部观测值的平均数,表示第i组的平均数,T表示全部观测值的总和,表示第i组的何。
全部观测值的总变异的平方和称为总平方和,记为,公式可表示为:
因为:
且:
所以
其中,为各组平均数与总平均数间的离差平方和,称为处理平方和或组间平方和,反应不同处理之间的变异,记为,即
为各组内观测值与该组的平均数间离差平方和的总和,简称误差平方和或组内平方和,反应随机误差引起的变异,记为,即
最终可简写为
由于在实际计算时,误差平方和是总平方和减去处理平方和后的剩余部分,所以也称为剩余平方和,所以误差平方和的计算公式可写为:
平方和可以不计算平均数而直接用原始数据计算,这是需要先计算矫正数C,
2、自由度的分解
总自由度:
处理自由度:
误差自由度:
总平方和、总自由度的可分解性,或反过来叫各分量平方和、各分量自由度的可加性,这是Fisher创建方差分析方法时发现的规律,是方差分析原理的核心内容。
3、计算均方
平方和与自由度分解完成后,根据各自的平方和及自由度计算均方(就是方差,方差分析中习惯称为均方,记为MS)。
处理均方:
误差均方:
误差均方实质上是各组内方差按自由度算得的加权平均数,所以也称为合并方差。
4、计算F统计量
F统计量为处理均方和误差均方之比。
在进行两个样本方差的同质性检验时,要求用大方差做分子 、小方差做分母,但在方差分析中,始终是用处理均方做分子、误差均方做分母。如果处理均方小于误差均方,则直接推断处理效应(样本平均数间的差异)不显著。
若,则表示处理间差异显著。
5、方差分析表
excel公式操作步骤:
数据分析工具操作步骤:
1、数据分析工具中选择“方差分析:单因素方差分析”
2、打开单因素方差分析对话框
选择数据区域,本此选择区域包含处理名称,和处理的数据是按行分布的。
故对话框中,分组方式选择“行”;勾选“标志位于第一列”
3、查看分析结果