曼-惠特尼U检验

曼-惠特尼U检验

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定义

曼 - 惠特尼 U 检验( Mann-Whitney U test )曼-惠特尼秩和检验可以看作是对两均值之差的参数检验方式的T检验或相应的大样本正态检验的代用品。由于曼-惠特尼秩和检验明确地考虑了每一个样本中各测定值所排的秩,它比符号检验法使用了更多的信息。

步骤

Computation of the U test begins by arbitrarily designating two samples as group 1 and group 2.the data from the two groups are combined into one group ,with each data value retaining a group identifier of its original group.the pooled values are then ranked from 1 to n,with the smallest value being assigned a rank of 1.

The sum of the ranks of Values from group 1 is computed and designated as W1 and the sum of the ranks of values from group 2 is designated as W2.

该方法的具体步骤如下:

第一步:将两组数据混合,并按照大小顺序编排等级。最小的数据等级为1,第二小的数据等级为2,以此类推(若有数据相等的情形,则取这几个数据排序的平均值作为其等级)。

第二步:分别求出两个样本的等级和 1、 2。

第三步:假设n1=一号样本观察值的项数;n2二号样本观察值的项数;R1=一号样本各项秩和;R2=二号样本中各项秩和。U1=n1*n2+n1*(n1+1)/2-R1;U2=n1*n2+n2*(n2+1)/2-R2

第四步:选择 1和 2中最小者与临界值 α比较,当 < 时,拒绝 0,接受 1。

在原假设为真的情况下,随机变量U的均值和方差分别为:

当 1和 2都不小于10时,随机变量近似服从正态分布。

第四步:作出判断。

设第一个总体的均值为μ1,第二个总体的均值为μ2,则有:

1) ,如果 < − α,则拒绝 0;

2) ,如果 > α,则拒绝 0;

3) ,如果 > − / 2,则拒绝 0。

应用举例

下面是两种不同加工方式的菜粕在黄牛瘤胃内培养16h的干物质降解率,用曼-惠特尼U检验比较其有无差异:

两种加工方式的菜粕瘤胃培养 16h 的干物质降解率 (%)

预压浸出组 等级排序 螺旋热榨组 等级排序
39.33 3 42.91 5
44.10 8 44.69 10
35.89 1 44.54 9
43.35 6 45.31 11
47.61 13 37.73 2
43.71 7 48.75 14
      46.71 12
      41.85 4

先按照大小顺序排列等级(见上表),而后计算 1 = 38, 2 = 67, 1 = 6, 2 = 8。

假设两种菜粕的16h瘤胃干物质降解率除了平均水平以外在其它方面无差异,即检验:

0:两种菜粕的16h瘤胃干物质降解率无差异;

1:两种菜粕的16h瘤胃干物质降解率有差异。

计算U值:

2值较小,选取 2与 α(α=0.05)比较,通过查表(附表)可知 α = 8, 2 > α,即接受 0,认为两种加工方式的菜粕瘤胃培养16h的干物质降解率无显著差异。

附表

曼 - 惠特尼检验 U 的临界值表

(仅列出单侧检验在

n 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
n1                                             
1                                             
2                      0 0 0 0 1 1 1 1
3             0 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5
4          0 1 2 3 4 4 5 6 7 8 9 10
5       0 1 2 3 5 6 7 8 9 11 12 13 14
6       1 2 3 5 6 8 10 11 13 14 16 17 19
7       1 3 5 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
8    0 2 4 6 8 10 13 15 17 19 22 24 26 29
9    0 2 4 7 10 12 15 17 20 23 26 28 31 34
10    0 3 5 8 11 14 17 20 23 26 29 33 36 39
11    0 3 6 9 13 16 19 23 26 30 33 37 40 44
12    1 4 7 11 14 18 22 26 29 33 37 41 45 49
13    1 4 8 12 16 20 24 28 33 37 41 45 50 54
14    1 5 9 13 17 22 26 31 36 40 45 50 55 59
15    1 5 10 14 19 24 29 34 39 44 49 54 59 64

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