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雙向表中變量獨(dú)立的自由度

來(lái)源:教育資源網(wǎng) ? 發(fā)布時(shí)間:2020-12-04 08:01:02 ? 點(diǎn)擊:1471

兩個(gè)分類(lèi)變量獨(dú)立的自由度數(shù)由一個(gè)簡(jiǎn)單的公式給出：（r-1）（c-1）。這里r是行數(shù)，c是分類(lèi)變量值的雙向表中的列數(shù)。繼續(xù)閱讀以了解有關(guān)此主題的更多信息并了解為什么此公式給出正確的數(shù)字。

Background

許多假設(shè)檢驗(yàn)過(guò)程中的一個(gè)步驟是確定自由度數(shù)。這個(gè)數(shù)字很重要，因?yàn)閷?duì)于涉及一系列分布的概率分布，例如卡方分布，自由度數(shù)確定了我們?cè)诩僭O(shè)檢驗(yàn)中應(yīng)使用的家庭的確切分布。

自由度代表我們?cè)谔囟ㄇ闆r下可以做出的自由選擇的數(shù)量。要求我們確定自由度的假設(shè)檢驗(yàn)之一是兩個(gè)分類(lèi)變量的獨(dú)立性卡方檢驗(yàn)。

獨(dú)立性測(cè)試和雙向表

獨(dú)立性的卡方檢驗(yàn)要求我們構(gòu)建一個(gè)雙向表，也稱(chēng)為列聯(lián)表。這種類(lèi)型的表具有r行和c列，表示一個(gè)分類(lèi)變量的r水平和另一個(gè)分類(lèi)變量的c水平。因此，如果我們不計(jì)算記錄總數(shù)的行和列，則雙向表中總共有rc個(gè)單元格。

卡方檢驗(yàn)的獨(dú)立性使我們能夠檢驗(yàn)分類(lèi)變量彼此獨(dú)立的假設(shè)。如上所述，表中的r行和c列給出我們（r-1）（c-1））自由度。但可能不清楚為什么這是正確的自由度數(shù)量。

De的數(shù)量自由之家

為了查看為什么（r-1）（c-1）是正確的數(shù)字，我們將更詳細(xì)地檢查這種情況。假設(shè)我們知道分類(lèi)變量的每個(gè)級(jí)別的邊際總數(shù)。換句話(huà)說(shuō)，我們知道每行的總數(shù)和每列的總數(shù)。對(duì)于第一行，我們表中有c列，因此有c個(gè)單元格。一旦我們知道這些單元中除了一個(gè)單元之外的所有單元的值，那么因?yàn)槲覀冎浪袉卧目倲?shù)，所以確定剩余單元的值是一個(gè)簡(jiǎn)單的代數(shù)問(wèn)題。如果我們填寫(xiě)表格中的這些單元格，我們可以自由輸入其中的c-1，但其余單元格由行的總數(shù)確定。因此，第一行有c-1個(gè)自由度。

我們?cè)谙乱恍欣^續(xù)以這種方式，再次有c-1個(gè)自由度。這個(gè)過(guò)程一直持續(xù)到我們倒數(shù)第二行。除**一行外，每行對(duì)總數(shù)貢獻(xiàn)c-1個(gè)自由度。到我們擁有**一行以外的所有內(nèi)容時(shí)，因?yàn)槲覀冎懒锌偤?，所以我們可以確定**一行的所有條目。這給了我們r-1行，每行c-1自由度，總共（r-1）（c-1）自由度。

示例

我們通過(guò)以下示例看到這一點(diǎn)。假設(shè)我們有一個(gè)帶有兩個(gè)分類(lèi)變量的雙向表。一個(gè)變量有三個(gè)級(jí)別，另一個(gè)變量有兩個(gè)級(jí)別。此外，假設(shè)我們知道該表的行和列總數(shù)：

114 A級(jí)115116級(jí)B 117132級(jí)133142級(jí)3級(jí)143
Total
1級(jí)100
200
300
總計(jì)200400600

該公式預(yù)測(cè)有（3-1）（2-1）=2個(gè)自由度。我們看到如下。假設(shè)我們用數(shù)字80填充左上角的單元格。這將自動(dòng)確定整個(gè)第一行條目：

186 A級(jí)187188級(jí)B 189級(jí)194級(jí)1 195198 20 199204級(jí)2 205
總計(jì)
80100
200
3級(jí)300
總計(jì)200400600

現(xiàn)在，如果我們知道第二行中的第一個(gè)條目是50，那么表格的其余部分將被填寫(xiě)，因?yàn)槲覀冎烂啃泻土械目倲?shù)：

258 A級(jí)259286級(jí)3 287
B級(jí)總計(jì)
Level 18020100
Level 250150200
70230300
Total200400600

311該表完全填寫(xiě)，但我們只有兩個(gè)自由選擇。一旦知道這些值，表的其余部分就完全確定了。

雖然我們通常不需要知道為什么有這么多的自由度，但很高興知道我們真的只是將自由度的概念應(yīng)用于新的情況。

科普星

科普_1

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