方差分析的核心
什么是方差分析:方差分析是假设检验的一种延续与扩展,主要用于多个总体均值(三组或三组以上均值)是否相等做出假设检验,研究分类型自变量对数值型因变量的影响。
它的零假设和设备假设分别为:
单因素方差分析的前提条件
独立性
组内独立(随机抽样、随机分配;样本容量<10%总体容量)
组间独立(非配对)
正态性:各组总体服从正态分布
样本容量较大(每组样本容量≥10)时,如果一定程度上违反了正态性,仍可以使用ANOVA
样本容量较小时,如果违反了正态性,则应使用非参数方法进行分析
方差齐性:各组总体的方差相等
各组样本的样本容量相等时,如果一定程度上违反了方差齐性,仍可以使用ANOVA
各组样本的样本容量不相等时,如果最大的样本标准差与最小的样本标准差之比不超过2,仍可以使用ANOVA
单因素方差分析
多重比较
对于方差分析的结论,如果拒绝了原假设H0,则有必要进一步分析,到底是哪两组均值不相等,这就是多重比较。
post-hoc(事后检验)
方差未知且相等的情况下,对两个总体均值差的检验
校正α
α*=α/比较次数
以比较μ1和μ2为例:
p = 2 * 0.0096=0.019 > α*=0.05/3=0.017 接受H0
单因素方差分析的SciPy实现
CCSS案例中提供了2030年4月,以及2030、2031、2032年12月四个时间点的消费者信心监测数据, 现希望分析这四个时间点的消费者信心指数平均水平是否存在差异。这里只使用北京消费者的数据进行分析。
SciPy单因素方差分析
import scipy.stats as ss
# 描述北京消费者不同时间的消费信心指数
ccss.query("s0 == '北京'"