臨界值計算機
依alpha、檢定尾端與自由度,找出Z、t、卡方與F分布的拒絕域臨界值。
計算統計臨界值
選擇參考分布與尾端配置,再輸入顯著水準及所需自由度。
關於臨界值
臨界值是參考機率分布上的分界點,將不拒絕虛無假設的結果與落入拒絕域的結果區分開來。顯著水準alpha是在檢視資料前,分配給拒絕域的總機率。若檢定假設與設計有效,觀察到的檢定統計量超過相應臨界值,即在所選水準下達到統計顯著。
尾端選擇決定alpha放在哪裡。右尾檢定將全部alpha放在上臨界值以上,左尾檢定則放在下臨界值以下。雙尾檢定把alpha平均分配至兩端。例如,alpha為 0.05 的雙尾標準常態檢定,每尾機率為 0.025,臨界值約為負 1.96 與正 1.96。
Z分布適用於標準常態檢定及部分大樣本方法。當母體標準差未知而需要估計平均數時,使用Student's t分布;其尾部較厚,形狀取決於自由度,並隨自由度增加而接近常態分布。卡方分布只取非負值,常用於變異數檢定、適合度檢定及列聯表分析。F分布也只取非負值,並分別使用分子與分母自由度,適用於變異數比、變異數分析與迴歸整體檢定。
本計算機以數值方法反求各累積分布函數。Z值使用高精度反常態近似。Student's t與F分布的機率使用正則化不完全貝塔函數,卡方機率則使用正則化不完全伽瑪函數。接著透過二分搜尋,找出累積機率符合所需尾端面積的分位數。結果顯示至小數點後六位。
請依觀察資料前預先訂定的假設選擇alpha與尾端。單純為了得到顯著結果而從雙尾改成單尾,會提高偽陽性率。自由度也應由實際檢定推導,而非直接使用樣本數:單一樣本t檢定通常使用n減 1,列聯表使用依列數與欄數計算的乘積,F檢定則需要兩個值。
臨界值只是統計推論的一部分。適當時,也應報告檢定統計量、自由度、p值、效果量、不確定性區間、假設條件與分析計畫。統計顯著性無法衡量實際重要性、確立因果關係,也無法排除抽樣偏誤或多次未預先規劃比較所造成的問題。
臨界值範例
常見設定可展示分布、alpha、尾端與自由度如何決定臨界值。
| 檢定設定 | 臨界值 | 用途 |
|---|---|---|
| Z,雙尾,alpha 0.05 | -1.959964 與 1.959964 | 標準的 95% 雙側常態檢定。 |
| t,雙尾,alpha 0.05,df 10 | -2.228139 與 2.228139 | 小樣本平均數的雙側檢定。 |
| 卡方,右尾,alpha 0.05,df 10 | 18.307038 | 常見的卡方分布上尾臨界值。 |
| F,右尾,alpha 0.05,df1 5,df2 10 | 3.325835 | 變異數比的上尾臨界值。 |
如何找出臨界值
- 選擇假設檢定所需的機率分布。
- 依對立假設選擇左尾、右尾或雙尾拒絕域。
- 輸入alpha;若使用t、卡方或F分布,另輸入檢定所定義的自由度。
- 選取「計算臨界值」,將觀察到的統計量與顯示的一個或兩個臨界值比較。
臨界值常見問題
alpha與信賴水準有什麼關係?
對應的雙側方法,其信賴水準通常為一減alpha。因此,alpha為 0.05 對應 95% 的信賴水準。
什麼時候使用Z而不是t?
以樣本估計母體變異程度時,尤其資料有限時,平均數推論應使用t。Z用於已知變異數、標準常態方法及合適的大樣本檢定。
如何選擇單尾或雙尾?
依預先訂定的對立假設方向選擇。未指定方向的差異使用雙尾,真正具方向性的主張則可使用單尾。
為什麼F分布需要兩個自由度?
F統計量是涉及兩個獨立估計變異數量的比值。分子與分母的估計各自提供一個自由度參數。
臨界值和p值一樣嗎?
不一樣。臨界值是預先設定的分布分界點;p值是在虛無模型下,與觀察到的檢定統計量對應的尾端機率。