基本统计方法
第一章概论
1. 总体(Population):根据研究目的确定的同质对象的全体(集合);样本(Sample):从总体中随机抽取的部分具有代表性的研究对象。 2. 参数(Parameter):反映总体特征的统计指标,如总体均数、标准差等,用希腊字母表示,是固定的常数;统计量(Statistic):反映样本特征的统计指标,如样本均数、标准差等,采用拉丁字字母表示,是在参数附近波动的随机变量。
3. 统计资料分类:定量(计量)资料、定性(计数)资料、等级资料。
第二章计量资料统计描述
1. 集中趋势:均数(算术、几何)、中位数、众数 2. 离散趋势:极差、四分位间距(QR=P75-P25)、标准差(或方差)、变异系数(CV) 3. 正态分布特征:①X轴上方关于X=?对称的钟形曲线;②X=?时,f(X)取得最大值;③有两个参数,位置参数?和形态参数?;④曲线下面积为1,区间?±?的面积为68.27%,区间?±1.96?的面积为95.00%,区间?±2.58?的面积为99.00%。
4. 医学参考值范围的制定方法:正态近似法:X?u?/2S;百分位数法:P2.5-P97.5。
第三章总体均数估计和假设检验
1. 抽样误差(Sampling Error):由个体变异产生、随机抽样造成的样本统计量与总体参数的差异。抽样误差不可避免,产生的根本原因是生物个体的变异性。 2. 均数的标准误(Standard error of Mean, SEM):样本均数的标准差,计算公式:
?X??/n。反映样本均数间的离散程度,说明抽样误差的大小。
3. 降低抽样误差的途径有:①通过增加样本含量n;②通过设计减少S。 4. t分布特征:
①单峰分布,以0为中心,左右对称;
②形态取决于自由度?,?越小,t值越分散,t分布的峰部越矮而尾部翘得越高; ③当?逼近∞,SX逼近?X, t分布逼近u分布,故标准正态分布是t分布的特例。 5.置信区间(Confidence Interval, CI):按预先给定的概率(1-?)确定的包含总体参数的一个范围,计算公式:X?t?/2,?SX或X?u?/2,?SX。95%CI含义:从固定样本含量的已知总体中进行重复抽样试验,根据每个样本可得到一个置信区间,则平均有95%的置信区间包含了总体参数。
6. 假设检验的基本原理:小概率反证法的思想。
①反证法:从问题的对立面(H0)出发间接判断要解决的问题(H1)是否成立。 ②小概率事件:在H0成立的条件下计算检验统计量,根据概率分布确定检验水准?下P
1
值大小,判断是否为小概率事件(通常P≤?视为小概率事件,?通常取????),是则拒绝H0,接受H1;否则尚不能拒绝H0。
7. 假设检验一般步骤:①建立假设(反证法,H0和H1),确定检验水准(?);②计算统计量:u, t,F;③确定概率值P,做出推断结论。
8. t检验需满足的条件:比较的两个样本相互独立、均服从正态分布。
9. P的含义:是指从H0规定的总体随机抽样,抽得等于及大于(或/和等于及小于)现有样本获得的检验统计量(如t、u等)值的概率。 10. Ⅰ型错误(Type Ⅰ error):拒绝了实际上成立的H0,这类“弃真”的错误称为Ⅰ型错误,Ⅰ型错误的大小为检验水准?。Ⅱ型错误(Type Ⅱ error):接受了实际上不成立的H0,这类“存伪”的错误称为Ⅱ型错误,Ⅱ型错误的大小用?表示,1-?表示检验效能。?越小,?越大,增大样本量可以同时降低?和?。
11. 置信区间和假设检验的区别和联系:①可以通过判断置信区间是否包含零假设,判断单样本均数是否来自已知的总体;②置信区间不但能回答差别有无统计学意义,还可提示差别有无实际意义。③假设检验可提供置信区间不能提供的信息,如P值和检验效能等。
第四章方差分析
1. 方差分析的基本思想:根据研究目的和设计类型,把所有测量值的总变异按照处理因素和水平等分解成两部分(组内变异和组间变异)或更多部分,同时把对自由度相应进行分解,再进行比较,评价由处理因素引起的变异是否具有统计学意义。
2. 方差分析的应用条件:各样本是相互独立的随机样本,均来自正态分布的总体,各样本的总体方差相等(具有方差齐性)。 3. 方差分析表:
变异来源 组间变异 组内变异 总变异
SS a b a+b
ν g-1 N-g N-1
MS a/(g-1) b/(N-g)
F MS组间/MS组内
P
4. g=2时,随机区组设计的方差分析与配对设计资料t检验等价,t?F。
5. 多个样本均数间的多重比较:①LSD-t检验,即最小显著差异t检验,适用于一对或几对在专业上有特殊意义的样本均数间的比较;②Dunnett-t检验:适用于g-1个实验组与一个对照组均数差别的多重比较;③SNK-q检验:适用于多个样本均数两两之间的全面比较。
第五章计数资料的统计描述
1. 相对数的类型:强度相对数(率,如死亡率、发病率等);结构相对数(构成比);相对比(如性别比等)
2. 应用相对数的注意事项:①结构相对数不能代替强度相对数;②计算相对数应有足够的数量;③正确计算合计率;④注意资料的可比性;⑤对比不同时期资料应注意客观条件是否相同;⑥样本率(或构成比)的抽样误差。 3. 标准化率(Standardization rate):采用标准化法进行计算,消除数据内部构成的差异,使标化后的合计率具有可比性,这种经过标化后的合计率称为标准化率。
4. 标准化率的注意事项:①只适用于内部构成不同,影响总率的可比性的问题;②选择的标准不同,计算得到的标准化率也不同,多个标准化率比较时,应选同一标准;③标准化率
2
已经不再反映当地的实际水平;④样本标准化率是样本值,存在抽样误差。比较两样本标准化率,当样本量较小时,需做假设检验。
第六章几种离散型变量的分布及应用
1. 二项分布X~B(n,?)的适用条件:①每次试验只发生两种对立的可能结果之一;②每次试验产生某结果的概率?固定不变;③重复试验是相互独立的。
2. 二项分布的性质:①阳性次数X的总体均数(??n?)、标准差(??n?(1??));②样本率p的均数(?p??)、标准差(Sp?p(1?p),即率的标准误)。③二项分布的
n正态近似条件:np和n(1-p)均大于5。 3. 泊松分布X~P(?)的性质:①总体均数?和总体方差?2相等;②当n很大,?很小,且np=??为常数时,二项分布近似泊松分布;③?≥20时,泊松分布近似正态分布;④泊松分布具备可加性。
第七章?2检验
1. ?检验的基本思想:根据?分布特征,通过比较实际频数与理论频数的差异,确定在??成立的条件下该差异由抽样误差造成是否为小概率事件,进而判断差异是否具有统计学意义。
2
2
?2值反映了实际频数与理论频数的吻合程度。?
2. R×C列联表中的各格子T≥1,并且1≤T<5的格子数不宜超过1/5格子总数,否则可能产生偏差。处理方法有三种:①增加样本量,使理论频数增大;②根据专业知识,删除或合并行列;③采用Fisher确切概率法分析。 3.有序分组资料表线性趋势检验:
①双向无序的R×C列联表:多个样本率的比较采用R×C列联表的?检验;两个分类变量
2
的关联性分析则采用R×C列联表的?检验和Pearson列联系数进行分析。
2
②单向有序的R×C列联表:行有序而列无序:R×C列联表的?检验;行无序而列有序,采用Wilcoxon秩和检验。
③双向有序属性相同的R×C列联表:配对四格表的扩展,采用一致性检验(Kappa检验)。 ④双向有序属性不同的R×C列联表:样本率的比较采用Wilcoxon秩和检验;相关性分析采用Spearman相关分析;线性变化趋势分析采用有序分组资料的线性趋势检验或CMH?检验等。
2
2
第八章非参数检验
1. 秩和检验的适用范围:①总体分布偏态的计量资料;②数据两端有不确定值;③等级资料;④各组离散程度相差悬殊,总体方差不齐的资料。
2. 非参数检验对总体分布的形状差别不敏感,只对总体分布位置差别敏感;非参数检验没有充分利用资料信息,较参数检验的检验效低。故能用参数检验尽量采用参数检验,不满足参数检验条件才使用非参数检验。 3. 不同数据类型的统计分析路径:
(1)样本均数与总体均数的比较:正态,样本均数与总体均数的t检验;非正态,Wilcoxon符号秩检验。
3
(2)两样本均数比较:①独立正态:两独立样本t检验;②独立非正态:两独立样本的Wilcoxon秩和检验;③配对设计差值正态,配对t检验;④配对设计差值非正态,Wilcoxon符号秩检验。
(3)多样本均数比较:①独立正态(方差齐),方差分析;②独立非正态 Kruskal-Wails H检验;③非独立正态,重复测量资料的方差分析;④非独立非正态,Friedman M检验
第九章双变量回归和相关
1. 直线回归应满足的条件:自变量与因变量呈线性关系、观察值之间相互独立、因变量Y
??a?bX,a随机正态、对任何X因变量Y的标准差相等。直线回归方程的一般形式为:Y为截距,b为回归系数,回归系数的估计采用最小二乘法原则(Least Squares Method,使
残差平方和最小)进行估计。
2.决定系数(coefficient of determination):回归平方和与总平方和的比值,R2=SS回/SS总。R2取值0~1之间无单位,其数值大小反映回归贡献的相对程度,即总变异中回归模型能够解释的百分比。
3. 秩相关的应用适用范围:(1)不服从双变量正态分布而不宜作Pearson相关分析;(2)总体分布型未知;(3)等级资料的相关分析。 4. 相关与回归的区别与联系区别 (1)区别:
①资料:回归分析资料要求Y为正态随机变量,X为选定变量;相关分析资料X、Y服从双变量正态分布。
②应用:回归分析是由一个变量值推算另一个变量值(依存关系);相关分析只反映两个变量间的相互关系。
③回归系数b与原度量单位有关,而相关系数r无关。b的绝对值越大,回归直线越陡,即X变化1个单位时Y的平均变化越大;r的绝对值越大,所有点越趋近于一条直线,两变量的关系越密切,相关度越高。 (2)联系:
①r与b值可相互换算,r?blXXlYY; ②r与b正负号一致;
③r与b的假设检验等价:对于同一资料tb?tr,检验完全等价;
④回归可解释相关。相关系数的平方r2(决定系数)是回归平方和与总的离均差平方和之比(SS
。 回/SS总)
5. 应用直线回归时的注意事项
(1)作回归分析要有实际意义,不能把毫无关联的两种现象作回归分析,必须对两种现象间的内在联系有所认识。
(2)在进行直线回归分析之前,应绘制散点图,当观察点的分布有直线趋势时,才适宜作直线回归分析,散点图还能提示资料有无异常点。异常点的存在往往对方程中的系数(a、b)的估计产生较大影响。因此,需对异常点进行复查。
(3)建立直线回归方程后,要对系数进行假设检验,以确定回归方程有无意义。
(4)直线回归方程的适用范围一般以自变量的取值范围为限,避免外延。获得自变量值的手段也应与建立方程时相同。否则会产生较大偏差。
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