第07章 方差分析与试验设计(课堂PPT)
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方差分析与实验设计方差分析(Analysis of Variance,简称ANOVA)是一种统计方法,用于比较两个或多个样本均值之间的差异是否显著。
它是实验设计中常用的一种方法,可以帮助研究者确定实验结果是否受到不同因素的影响,并进一步分析这些因素对实验结果的贡献程度。
实验设计是科学研究中的重要环节,它涉及到如何选择实验对象、确定实验因素、设计实验方案等问题。
合理的实验设计可以提高实验的可靠性和有效性,减少误差的影响,从而得到更准确的结论。
一、方差分析的基本原理方差分析的基本原理是通过比较组间变异与组内变异的大小来判断不同因素对实验结果的影响是否显著。
组间变异是指不同组之间的差异,组内变异是指同一组内部的差异。
如果组间变异显著大于组内变异,说明不同组之间的差异是由于实验因素的影响,而不是由于随机误差的影响。
二、方差分析的步骤方差分析的步骤主要包括:确定实验因素、选择实验对象、设计实验方案、收集数据、计算方差、进行假设检验和结果解释等。
1. 确定实验因素:首先需要明确研究的目的和问题,确定需要研究的实验因素。
实验因素是指可能对实验结果产生影响的变量,比如不同处理、不同时间、不同地点等。
2. 选择实验对象:根据实验因素的不同水平,选择适当的实验对象。
实验对象应该具有代表性,能够反映出实验因素对实验结果的影响。
3. 设计实验方案:根据实验因素的不同水平,设计实验方案。
常用的实验设计方法有完全随机设计、随机区组设计、因子设计等。
4. 收集数据:按照实验方案进行实验,收集实验数据。
数据的收集应该准确、全面、可靠。
5. 计算方差:根据收集到的数据,计算组间变异和组内变异的大小。
常用的方差计算方法有单因素方差分析、双因素方差分析等。
6. 进行假设检验:根据计算得到的方差值,进行假设检验。
常用的假设检验方法有F检验、t检验等。
7. 结果解释:根据假设检验的结果,解释实验结果。
如果差异显著,则说明实验因素对实验结果有显著影响;如果差异不显著,则说明实验因素对实验结果没有显著影响。
第七章方差分析(Analysis of Variance, ANOVA)7.1 方差分析概述7.2 单因素方差分析7.3 无重复双因素方差分析7.4 可重复双因素方差分析7.5 案例研究7.6 试验设计初步7-17.1 方差分析概述⒈方差分析的概念⒉方差分析中的基本术语⒊ANOVA:对比多个总体的均值⒋方差分析中的基本假定7-27-3方差分析的概念方差分析:通过检验多个总体均值是否相等来判断分类型自变量对数值型因变量是否有显著影响。
解决:①A 、B 、C 是否Y 的重要影响因素;②如果为重要影响因素,最优水平?研究系统A B C分类型自变量Y数值型因变量A (a 1,a 2,a 3,…)B (b 1,b 2,b 3,…)C (c 1,c 2,c 3,…)7-4方差分析中的基本术语第1周第9周第14周第2周第7周第16周第4周第12周第17周第5周第10周第13周第3周第8周第18周第6周第11周第15周AB品牌底部中部顶部货架位置因素因素水平实验单元:“一周”响应变量:“每周销售量”处理:品牌—货架位置组合随机安排试验例:一项市场营销研究。
考察品牌和货架位置对咖啡周销售量的影响。
试验单元(experiment unit )、响应变量(responsevariable )、因素(factor )、因素水平(factor level )、处理(treatment )。
ANOVA:对比多个总体的均值佣金固定薪金佣金加固定薪金165120140981151561309022021012611219510713418715523524080总平均样本均值175.00113.29166.17151.48三类报酬构成的推销人员的月销售额(千美元)问题:(1)三种报酬类型销售人员的销售业绩是否存在显著差异?(2)如果存在差异,哪类销售人员的业绩最佳?三个总体的均值是否相等?7-57-6散点图佣金固定薪金佣金+固定薪金50100150200250300分类型自变量销售业绩均值差异分析:(1)同一总体内部的差异(随机差异)?(2)不同总体之间的差异(随机差异+系统差异)?(3)两类差异大小分析?7-71x 2x 3x ()f x x31x 2x 3x ()f x x2 1 H 0为真时,样本均值的抽样分布H 0为假时,样本均值的抽样分布方差分析中的基本假定•基本假定:•(1)每个总体均服从正态分布;•(2)每个总体的方差相等;•(3)来自每一总体的样本都是独立随机样本三个总体均值是否相等?012311::H H 23,,不全相等7.2 单因素方差分析(One-way Analysis of Variance)⒈基本概念与数据结构表⒉ANOVA:k个总体均值的检验⒊ANOVA表:单因素方差分析⒋最佳方案的选择7-87-9基本概念与数据结构研究一个分类型自变量对一个数值型因变量的影响。