利用观测数据判断总体是否服从正态分布的检验称为正态性检验,它是统计判决中重要的一种特殊的拟合优度假设检验。常用的正态性检验方法有正态概率纸法、夏皮罗维尔克检验法(Shapiro-Wilktest),科尔莫戈罗夫检验法,偏度-峰度检验法等。
正态性检验问题为
: 总体服从正态分布
: 总体不服从正态分布。
在正态性检验中,偏度峰度正态性检验统计量原理清晰、计算
简单,通常被首选用来作为正态性检验统计量。
设。表示来自总体的样本,
表示样本均值,
表示 i 阶样本中心矩。正态分布的偏度和峰度均为 0,其中偏度和峰度的定义分别为
该检验就是根据这个特点来检验分布正态性的。
偏度-峰度正态性检验包括下面三种方法:
偏度检验
使用偏度检验时,总体具有仅在偏度方向上偏离正态的先验信息。因而备择假设为。检验统计量为
。
当总体服从正态分布时,的极限分布是
,因此水平为 α检验的拒绝域为
这里是标准正态分布的分位数。
峰度检验
使用峰度检验时,总体具有仅在峰度方向上偏离正态的先验信息。因而备择假设为。检验的统计量为
。
当总体服从正态分布时的极限分布是
,因此水平为α检验的拒绝域为
或
。
偏度和峰度联合检验
使用联合检验的条件为: 总体具有在偏度和峰度方向上都偏离正态的先验信息,它的备择假设为。首先计算统计量
的值,然后根据该统计量的极限分布自由度是2 的分布,所以水平为 α检验的拒绝域是
,其中
是自由度是2的
分布的
分位数。
考虑变量X 带有测量误差模型的正态性检验问题,
服从正态分布
不服从正态分布,其中
已知。
设是来自上述模型的一组样本,则给出变量X 的偏度-峰度正态性检验统计量的定义如下:
这里。变量 X 的标准化偏度和峰度检验统计量分别定义为:
,其中
≥ 24,
偏度检验
使用偏度检验时,总体具有仅在偏度方向上偏离正态的先验信息。因而备择假设为。检验统计量为
。当总体服从正态分布时,
的极限分布是
,因此水平为
检验的拒绝域为
。
峰度检验
使用峰度检验时,总体具有仅在峰度方向上偏离正态的先验信息。因而备择假设为。检验的统计量为
当总体服从正态分布时,
的极限分布是
,因此水平为
检验的拒绝域为
。
偏度和峰度联合检验
使用联合检验的条件为: 总体具有在偏度和峰度方向上都偏离正态的先验信息,它的备择假设为:,首先计算统计量
的值,然后根据该统计量的极限分布自由度是 2 的分布,所以拒绝域是
。
在一定的条件下,这些偏度和峰度检验统计量具有渐近正态的优良性质和良好的功效。
图形中的垂直尺度类似于正态概率图中的垂直尺度。水平轴为线性尺度。此线形成数据所来自总体的累积分布函数的估计值。图中会显示总体参数的数字估计(Xbar和 s)、正态性检验值以及关联的p 值。[1]