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。
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。
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。
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 |