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数学知识体系

Observatory Archive of Mathematics
⌕2026/8/31
概念

常用检验

t 检验(均值)、F 检验(方差比)、卡方检验(拟合优度与独立性)与非参数检验构成检验工具箱。

所属主题:数理统计 ↗
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参考可汗学院 Get ready 机制:先修概念 → 当前概念 → 进阶概念,✓ 表示已读。

01定义

检验工具箱按数据类型配置:t 检验比均值(小样本用 t 分布校正)、F 检验比方差、卡方检验查拟合优度与独立性、秩检验做非参数替代。选对工具 = 选对统计量的零分布。
t 检验 均值差异(方差未知) F 检验 方差比 / 回归显著性 卡方检验 拟合优度 / 独立性 秩检验 非参数(Wilcoxon) t = (X̄−μ₀)/(S/√n) ~ t_{n−1}:正态均值的精确推断 χ² = Σ(O−E)²/E ~ χ²:频数偏离的总平方 正态性假设失效时:换秩检验或自助法
检验四件套:按问题类型选统计量

02核心要点

01

t 家族

单样本、双样本(方差齐/不齐用 Welch 校正)、配对 t 检验三种形态;nn 大时 tt 退化到正态——学生 t 分布是小样本的守护。

02

卡方的两种用法

拟合优度:观测频数 vs 理论频数;列联表独立性:χ2=∑(O−E)2E\chi^2=\sum\frac{(O-E)^2}{E},自由度 (r−1)(c−1)(r-1)(c-1)——类别数据的万能尺。

03

非参数后援

Wilcoxon 秩和(Mann-Whitney)检验位置偏移、Kruskal-Wallis 做多组比较:不假设分布形式,代价是正态下功效略低(约 95%)。

03关键公式

T=Xˉ−μ0S/n∼tn−1,χ2=∑(Oi−Ei)2EiT=\frac{\bar{X}-\mu_0}{S/\sqrt{n}}\sim t_{n-1},\quad \chi^2=\sum\frac{(O_i-E_i)^2}{E_i}

04历史沿革

皮尔逊 1900 年卡方检验;戈塞特(笔名「学生」)1908 年 t 分布;费希尔完善 t 与 F 理论;Wilcoxon 1945 年开创秩检验。

05应用与延伸

药物临床试验、工业质量抽检、社科问卷分析、机器学习模型对比的显著性报告。

06交互演示

双侧 z 检验:拒绝域与显著性水平移动检验统计量:落入尾部则拒绝 H₀

07相关概念