方差分析和协方差分析共56页

方差分析方差分析(Analysis of Variance，简称ANOVA)，又称"变异数分析〞或"F检验〞，是R.A.Fisher创造的，用于两个及两个以上样本均数差异的显著性检验。

由于各种因素的影响，研究所得的数据呈现波动状。

造成波动的原因可分成两类，一是不可控的随机因素，另一是研究中施加的对结果形成影响的可控因素。

方差分析是从观测变量的方差入手，研究诸多控制变量中哪些变量是对观测变量有显著影响的变量。

方差分析的作用一个复杂的事物，其中往往有许多因素互相制约又互相依存。

方差分析的目的是通过数据分析找出对该事物有显著影响的因素，各因素之间的交互作用，以及显著影响因素的最正确水平等。

方差分析是在可比拟的数组中，把数据间的总的"变差〞按各指定的变差来源进展分解的一种技术。

对变差的度量，采用离差平方和。

方差分析方法就是从总离差平方和分解出可追溯到指定来源的局部离差平方和，这是一个很重要的思想。

经过方差分析假设拒绝了检验假设，只能说明多个样本总体均数不相等或不全相等。

假设要得到各组均数间更详细的信息，应在方差分析的根底上进展多个样本均数的两两比拟。

方差分析的分类及举例一、单因素方差分析〔一〕单因素方差分析概念理解步骤是用来研究一个控制变量的不同水平是否对观测变量产生了显著影响。

这里，由于仅研究单个因素对观测变量的影响，因此称为单因素方差分析。

例如，分析不同施肥量是否给农作物产量带来显著影响，考察地区差异是否影响妇女的生育率，研究学历对工资收入的影响等。

这些问题都可以通过单因素方差分析得到答案。

单因素方差分析的第一步是明确观测变量和控制变量。

例如，上述问题中的观测变量分别是农作物产量、妇女生育率、工资收入；控制变量分别为施肥量、地区、学历。

单因素方差分析的第二步是剖析观测变量的方差。

方差分析认为：观测变量值的变动会受控制变量和随机变量两方面的影响。

据此，单因素方差分析将观测变量总的离差平方和分解为组间离差平方和和组内离差平方和两局部，用数学形式表述为：SST=SS A+SSE。

Q.He Stat Consulting 1ANOVA ANCOVAQ.He Stat Consulting 2案例介绍Q.He Stat Consulting 3数据来源及说明Q.He Stat Consulting 4方差分析Q.HeStat Consulting5方差分析方差分析因素（factor ））也称为因子因子，每一因素至少有两个水平(level)。

一个因素——单向方差分析两个因素——双向方差分析ANOVA 与回归分析相结合——协方差分析(analysis ofcovariance)目的：用这类资料的样本信息来推断各组间多个总体均数的差别有无统计学意义。

Q.HeStat Consulting6如某种农作物的收获量受农作物品种、肥料种类及数量等的影响。

日常生活中经常发现，影响一个事物的因素很多，希望找到影响最显著的因素。

Q.HeStat Consulting7看哪一个影响大？并需要知道起显著作用的因素在什么时候起最好的影响作用。

方差分析就是解决这些问题的一种有效方法。

Q.HeStat Consulting8方差分析的基本思想：把全部数据关于总均值的离差平方和分解成几部分，每一部分表示某因素诸水平或交互作用所产生的效应，将各部分均方与误差均方相比较，从而确认或否认某些因素或交互作用的重要性。

用公式概括为：总变异=组间变异+组内变异各因素引起由个体差异引起（误差）种类：常用方差分析法有以下4种1、单因素方差分析2、双因素方差分析3、多因素方差分析4、有交互因素方差分析Q.He Stat Consulting 9单因素方差分析●假定：数据满足正态性、独立性、同方差性。

●要检验因素A对指标是否显著影响，就是检验假设：●H0：μ1=μ2=…=μk●接受H0：即认为来自同一总体，差异由随机因素所造成。

●若拒绝H0：表明它们之间差异显著，差异有因素水平的改变所引起。

●做法：为了检验假设H0，要从总的误差中将系统误差和随机误差分开。

方差分析(ANOVA)与协方差分析(ANCOVA) 第5章方差分析(ANOVA)与协方差分析(ANCOVA)——野外竞争试验Deborah E.GoldbergSamuel M.Scheiner5.1 引言自从达尔文时期，竞争就占据了生态理论的中心，关于竞争的实验在许多来自许多不同环境的多生物种之间开展过(Jackson,1981综述; Connell,1984; Schoener，1984; Hairston，1989; Gurevitch，1992)。

有各种各样的竞争实验，而本章的重点则放在怎样为具体的竞争问题选择适当的实验设计和统计分析。

这类选择取决于所研究问题及系统的许多方面。

对于大多数我们所给出的设计、基本的统计方法、方差分析(ANOVA)和协方差分析(ANCOVA)在实验设计与分析的教科书中也有详尽描述，我们在这里就不像本书其他章节那样提供详细的统计细节。

对于ANOVA的基本介绍见第四章。

虽然我们着重于竞争，但许多观点对其他类型的种间关系实验同样有效，如捕食者—猎物关系或者互惠共生关系。

5.2 关于竞争的生态问题我们可以提出关于竞争的最简单问题莫过于竞争是否在野外存在，要回答这个问题，就必须利用实验处理，使潜在竞争者们的绝对多度可被控制，同时检验处理中存在低多度潜在竞争者时物种是否可能生长的更好。

这类多度处理之间生长的差异即是竞争的量纲(或促进facilitation的量纲如果在较高多度下生长较佳)。

在任何野外竞争调查中，发现是否存在竞争是重要的第一步，但是，就其本身而言，并没有什么意义。

多数关于竞争的重要问题包括竞争强度的比较以及随之而来的实验设计及分析，这比在两种或更多种多度处理间的简单比较更为复杂 (Goldburg 和Barton，1992)。

有一组问题需要比较在不同环境条件下(生境或时间)竞争强度大小。

例如，野外观测结果可能推测出一个物种的分布是由同营养级所有其它物种竞争的总和所决定的假设，检验此假设的野外实验就必须比较中心种(focal sp.)在其多度高的生境和在其多度低或稀少的生境中竞争影响的强度(如 Hairston 1980; Gureritch 1986; Mcgreno 和Chapin 1989)。

方差分析及协方差分析方差分析和协方差分析是统计学中常用的两种分析方法，用于研究变量之间的关系和差异。

本文将分别介绍方差分析和协方差分析的基本概念、原理和应用。

一、方差分析（Analysis of Variance）1.基本概念：方差分析是一种通过对不同组之间的差异进行分析，来揭示组间差异是否非随机的统计方法。

它可以用于比较两个或更多个组的均值是否有显著差异。

2.原理：方差分析的原理基于对总体变异的分解。

总体变异可以分解为组间变异和组内变异。

组间变异表示不同组之间的差异，而组内变异表示组内个体之间的差异。

方差分析通过计算组间变异与组内变异之间的比值来判断组间差异是否显著。

3.适用场景：方差分析适用于有一个自变量和一个或多个因变量的情况。

常见的应用场景包括：比较不同药物对疾病影响的效果、比较不同教学方法对学生成绩的影响等。

4.步骤：方差分析的步骤包括：确定研究目的和假设、选择适当的方差分析模型、计算方差分析统计量和p值、进行结果解释。

二、协方差分析（Analysis of Covariance）1.基本概念：协方差分析是一种结合方差分析和线性回归分析的方法。

它通过控制一个或多个连续变量（协变量）对组间差异进行调整，来比较不同组之间的差异。

协方差分析不仅考虑到组间差异，还考虑到了协变量的影响。

2.原理：协方差分析的基本原理是通过线性回归模型来估计组间均值的差异，同时考虑协变量的影响。

通过计算协方差矩阵和相关系数，可以得到组间差异的调整后的统计结果。

3.适用场景：协方差分析适用于有一个自变量、一个或多个因变量，以及一个或多个连续变量的情况。

常见的应用场景包括：比较不同药物对疾病影响的效果，并控制患者年龄和性别等协变量。

4.步骤：协方差分析的步骤包括：确定研究目的和假设、选择适当的协方差分析模型、建立回归模型、计算协方差分析统计量和p值、进行结果解释。

总结：方差分析和协方差分析都是常用的统计分析方法，用于研究组间差异和变量之间的关系。

第七章方差分析和协方差分析（医学统计之星）上次更新日期：方差分析和协方差分析在S A S系统中由S A S/S T A模块来完成，其中我们常用的有A N O V A过程和G L M 过程。

前者运算速度较快，但功能较为有限；后者运算速度较慢，但功能强大，我们做协方差分析时就要用到G L M过程。

本章将首先介绍方差分析所用数据集的建立技巧，然后重点介绍这两个程序步。

其实，这里的速度快慢只是相对而言，SAS的处理速度是首屈一指的。

举个例子，这个暑假我做了一个有6600条记录的，7因素的，交叉设计的方差分析（是不是已经有人喊头痛了？），我先是用SPSS FOR WIN95 7.5来做，运行了大约10分钟才出结果。

我又换用SAS FOR WIN95 6.12来做，结果用了――2.47秒！§7.1 方差分析数据集的建立技巧7.1方差分析的数据集格式统计分析所用的数据格式和我们在分析整理资料时所用的格式是不同的。

一般来说，数据集中应至少有一个结果变量，用于记录不同处理因素水平下观察值的大小；至少有一个处理因素变量，用于记录处理因素的类型及其水平数。

以单因素方差分析为例，就应有一个结果变量和一个处理因素变量；而两因素的方差分析应有一个结果变量和两个处理因素变量。

例7.1某职业病防治院对31名石棉矿工中的石棉肺患者、可疑患者及非患者进行了用力肺活量测定，请给出数据集的结构（卫统p44例5.1）。

解：数据集中应有两个变量，x和g r o u p。

x记录肺活量的大小；g r o u p取值为1、2或3，分别代表石棉肺患者、可疑患者及非患者。

例7.2某厂医务室测定了10名氟作业工人工前、工中及工后4小时的尿氟浓度，请给出数据集的结构（卫统p46例5.2）。

解：数据集中应有三个变量，x、g r o u p和w o r k e。

x记录尿氟浓度；g r o u p取值为1、2或3，分别代表工前、工中及工后；w o r k e r取值为1到10，分别代表10名工人。

统计学中的方差分析和协方差分析在统计学中，方差分析（Analysis of Variance，简称ANOVA）和协方差分析（Analysis of Covariance，简称ANCOVA）是两种常用的数据分析方法。

它们被广泛应用于实验设计和数据分析中，旨在揭示变量之间的关系以及影响因素的差异。

本文将对方差分析和协方差分析的定义、应用以及计算方法进行详细介绍。

一、方差分析的定义和应用方差分析是一种用于比较两个或多个样本均值之间差异的统计方法。

它的主要思想是通过比较组内变异和组间变异的大小，来判断不同组之间是否存在显著差异。

在实验设计中，方差分析常用于以下情况：1. 比较多个独立样本的均值是否存在差异，例如对不同教育水平下学生成绩的分析；2. 比较不同处理水平对观测变量的影响，例如对不同药物剂量对病人恢复速度的影响；3. 指导组间实验设计，例如确定实验设计中需要的样本容量。

方差分析的计算方法主要有单因素方差分析和多因素方差分析两种。

其中单因素方差分析适用于只有一个自变量的情况，而多因素方差分析适用于有两个或以上自变量的情况。

二、协方差分析的定义和应用协方差分析是一种结合了方差分析与线性回归分析的方法。

它在比较组间均值差异的同时，又能控制一个或多个协变量的影响。

协方差分析被广泛应用于实验设计和研究分析中，旨在消除相关因素对实验结果的干扰。

协方差分析常常用于以下情况：1. 比较多个独立样本的均值，同时考虑一个或多个协变量的影响，例如对不同药物治疗组的疗效分析，同时考虑年龄和性别等协变量的影响；2. 比较不同处理水平对观测变量的影响，同时控制一个或多个协变量的影响，例如对不同教育水平组之间的收入差异进行分析，同时考虑工作年限和职位等协变量的影响；3. 在实验设计中，通过协方差分析可以校正变量之间的非独立性，提高实验的准确性和可靠性。

协方差分析的计算方法与方差分析类似，但需要考虑协变量的线性关系，并利用回归分析的方法进行计算。

方差分析方差分析(Analysis of Variance，简称ANOVA)，又称“变异数分析”或“F检验”，是R.A.Fisher发明的，用于两个及两个以上样本均数差别的显著性检验。

由于各种因素的影响，研究所得的数据呈现波动状。

造成波动的原因可分成两类，一是不可控的随机因素，另一是研究中施加的对结果形成影响的可控因素。

方差分析是从观测变量的方差入手，研究诸多控制变量中哪些变量是对观测变量有显著影响的变量。

方差分析的作用一个复杂的事物，其中往往有许多因素互相制约又互相依存。

方差分析的目的是通过数据分析找出对该事物有显著影响的因素，各因素之间的交互作用，以及显著影响因素的最佳水平等。

方差分析是在可比较的数组中，把数据间的总的“变差”按各指定的变差来源进行分解的一种技术。

对变差的度量，采用离差平方和。

方差分析方法就是从总离差平方和分解出可追溯到指定来源的部分离差平方和，这是一个很重要的思想。

经过方差分析若拒绝了检验假设，只能说明多个样本总体均数不相等或不全相等。

若要得到各组均数间更详细的信息，应在方差分析的基础上进行多个样本均数的两两比较。

方差分析的分类及举例一、单因素方差分析（一）单因素方差分析概念理解步骤是用来研究一个控制变量的不同水平是否对观测变量产生了显著影响。

这里，由于仅研究单个因素对观测变量的影响，因此称为单因素方差分析。

例如，分析不同施肥量是否给农作物产量带来显著影响，考察地区差异是否影响妇女的生育率，研究学历对工资收入的影响等。

这些问题都可以通过单因素方差分析得到答案。

单因素方差分析的第一步是明确观测变量和控制变量。

例如，上述问题中的观测变量分别是农作物产量、妇女生育率、工资收入；控制变量分别为施肥量、地区、学历。

单因素方差分析的第二步是剖析观测变量的方差。

方差分析认为：观测变量值的变动会受控制变量和随机变量两方面的影响。

据此，单因素方差分析将观测变量总的离差平方和分解为组间离差平方和和组内离差平方和两部分，用数学形式表述为：SST=S SA+SSE。

方差分析和协方差分析,协变量和控制变量方差分析和协方差分析,协变量和控制变量方差分析方差分析(Analysis of Variance，简称ANOVA)，又称“变异数分析”或“F检验”，是发明的，用于两个及两个以上样本均数差别的显著性检验。

由于各种因素的影响，研究所得的数据呈现波动状。

造成波动的原因可分成两类，一是不可控的随机因素，另一是研究中施加的对结果形成影响的可控因素。

方差分析是从观测变量的方差入手，研究诸多控制变量中哪些变量是对观测变量有显著影响的变量。

假定条件和假设检验1. 方差分析的假定条件为：（1）各处理条件下的样本是随机的。

（2）各处理条件下的样本是相互独立的，否则可能出现无法解析的输出结果。

（3）各处理条件下的样本分别来自正态分布总体，否则使用非参数分析。

（4）各处理条件下的样本方差相同，即具有齐效性。

2. 方差分析的假设检验假设有K个样本，如果原假设H0样本均数都相同，K个样本有共同的方差σ，则K个样本来自具有共同方差σ和相同均值的总体。

如果经过计算，组间均方远远大于组内均方，则推翻原假设，说明样本来自不同的正态总体，说明处理造成均值的差异有统计意义。

否则承认原假设，样本来自相同总体，处理间无差异。

作用一个复杂的事物，其中往往有许多因素互相制约又互相依存。

方差分析的目的是通过数据分析找出对该事物有显著影响的因素，各因素之间的交互作用，以及显著影响因素的最佳水平等。

方差分析是在可比较的数组中，把数据间的总的“变差”按各指定的变差来源进行分解的一种技术。

对变差的度量，采用离差平方和。

方差分析方法就是从总离差平方和分解出可追溯到指定来源的部分离差平方和，这是一个很重要的思想。

经过方差分析若拒绝了检验假设，只能说明多个样本总体均值不相等或不全相等。

若要得到各组均值间更详细的信息，应在方差分析的基础上进行多个样本均值的两两比较。

多个样本均值间两两比较多个样本均值间两两比较常用q检验的方法，即Newman-kueuls法，其基本步骤为：建立检验假设-->样本均值排序-->计算q值-->查q界值表判断结果。

方差分析和协方差分析,协变量和控制变量方差分析方差分析(Analysis of Variance，简称ANOVA)，又称“变异数分析”或“F检验”，是R.A。

Fisher发明的,用于两个及两个以上样本均数差别的显著性检验。

由于各种因素的影响，研究所得的数据呈现波动状。

造成波动的原因可分成两类，一是不可控的随机因素，另一是研究中施加的对结果形成影响的可控因素.方差分析是从观测变量的方差入手，研究诸多控制变量中哪些变量是对观测变量有显著影响的变量。

假定条件和假设检验？1。

方差分析的假定条件为：（1)各处理条件下的样本是随机的。

(2)各处理条件下的样本是相互独立的，否则可能出现无法解析的输出结果.（3）各处理条件下的样本分别来自正态分布总体,否则使用非参数分析。

（4)各处理条件下的样本方差相同,即具有齐效性。

2. 方差分析的假设检验假设有K个样本，如果原假设H0样本均数都相同，K个样本有共同的方差σ，则K个样本来自具有共同方差σ和相同均值的总体.如果经过计算,组间均方远远大于组内均方，则推翻原假设，说明样本来自不同的正态总体,说明处理造成均值的差异有统计意义.否则承认原假设，样本来自相同总体，处理间无差异.作用一个复杂的事物，其中往往有许多因素互相制约又互相依存。

方差分析的目的是通过数据分析找出对该事物有显著影响的因素,各因素之间的交互作用，以及显著影响因素的最佳水平等。

方差分析是在可比较的数组中，把数据间的总的“变差”按各指定的变差来源进行分解的一种技术。

对变差的度量，采用离差平方和。

方差分析方法就是从总离差平方和分解出可追溯到指定来源的部分离差平方和，这是一个很重要的思想。

经过方差分析若拒绝了检验假设，只能说明多个样本总体均值不相等或不全相等。

若要得到各组均值间更详细的信息，应在方差分析的基础上进行多个样本均值的两两比较。

多个样本均值间两两比较多个样本均值间两两比较常用q检验的方法，即Newman-kueuls法，其基本步骤为：建立检验假设-—〉样本均值排序-—〉计算q值——>查q界值表判断结果。