Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
met162.pdf
Скачиваний:
76
Добавлен:
13.02.2016
Размер:
3.95 Mб
Скачать

выборок, когда в действительности эта гипотеза имеет место. Иными словами, он равен вероятности ошибки принять гипотезу о неравенстве средних, когда в действительности средние равны.

Алгоритм

применения t-критерия Стьюдента

1.Записать вариационный ряд результатов Х экспериментальной группы.

2.Записать вариационный ряд результатов Y контрольной группы.

3.Найти выборочные средние двух выборок x и y .

4.Найти выборочные дисперсии Sx2 и Sy2 .

5.Вычислить эмпирическое значение критической статистики

 

 

 

 

x y

 

 

 

 

 

 

 

tэмп =

 

 

 

 

 

 

 

n1 n2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n1 + n2

 

 

(n1 1)Sx2 + (n2 1)Sy2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n1 + n2 2

 

 

 

 

 

 

6. Определить по таблице приложения 5 критическое значение tкр (α, n1 + n2 2) для соответствующего уровня значимости α

и данного числа степеней свободы r = n1 + n2 2 .

Если tэмп tкр , то различия между средними значениями

экспериментальной и контрольной групп существенны на данном уровне значимости.

В целях корректности использования t-критерия на выборках проверяют выполняемость следующих требований:

1.Наблюдения в каждой из рассматриваемых групп взяты случайным образом из одной и той же генеральной совокупности (например, спортсмены одной квалификации или дети одного возраста и др.).

2.Наблюдения имеют нормальное распределение (оцениваемое, например, по критериюχ 2 Пирсона или при небольшом числе наблюдений - по критерию W Шапиро-Уилка),

иесли хотя бы для одной из групп отвергается гипотеза о нормальности распределения, то лучше применить непараметрический критерий. Справедливости ради следует отметить, что некоторые авторы [6] указывают на то, что t- критерий устойчив к отклонениям от нормальности.

85

3. Дисперсии генеральных выборок должны быть равны

(проверка, например, по F-критерию Фишера F =

σ12

, причём в

 

σ 2

 

 

2

 

числитель всегда ставится большая дисперсия, а в знаменатель - меньшая).

Приведём расчёты для сравнения групп (n1=n2=12) юных спортсменов-волейболистов и футболистов 1992 г. р. по показателям работоспособности согласно тесту PWC170/кг массы тела.

волейбол

футбол

 

 

 

 

ФИО

PWC170/кг

ФИО

PWC170/кг

 

1

А. Владислав

21,5

Б.Денис

20,0

 

 

 

 

 

2

В. Леонид

17,3

Б. Максим

23,7

 

 

 

 

 

3

Е. Алексей

18,2

В. Кирилл

17,1

 

 

 

 

 

4

К. Дмитрий

19,0

Г. Илья

22,5

 

 

 

 

 

5

К. Николай

22,3

Ж. Роман

23,8

 

 

 

 

 

6

К. Константин

17,9

К. Александр

21,8

 

 

 

 

 

7

Р. Андрей

19,0

М. Сергей

24,3

 

 

 

 

 

8

Р. Владимир

17,1

О. Алексей

20,4

 

 

 

 

 

9

Ш. Кирилл

20,2

П. Олег

20,6

 

 

 

 

 

10

К. Евгений

21,1

С. Илья

21,6

 

 

 

 

 

11

М. Егор

24,8

Ш. Дмитрий

23,2

 

 

 

 

 

12

П. Илья

19,6

Щ. Артём

19,3

 

 

 

 

 

 

х

19,8

 

21,5

 

 

 

 

σ 2

5,12

 

4,55

 

 

 

 

 

Находим выборочные средние

х=121 (21,5 +17,3 +18,2 + 2 19,0 + + 24,8 +19,6) 19,8;

у=121 (20,0 + 23,7 +17,1 + + 21,6 +19,3) 21,5;

идисперсии Sх2 = Dx 5,12, Sу2 = Dy 4,55 .

86

Условия для проведения вычислений t-критерия соблюдены. Выборка взята из одной генеральной совокупности (возраст испытуемых – 17 лет) и имеет нормальное распределение (пример расчета по критерию Шапиро-Уилка см. ниже). Дисперсии сравниваемых выборок равны (по критерию F Фишера).

 

 

 

F

= σ12

=

5,12

 

=1,13

; F

 

 

<F

=2,82

 

 

4,55

 

 

 

 

 

 

эмп

σ22

 

 

 

 

 

 

 

эмп крит

 

Вычисляем tэмп:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tэмп =

 

19,8 21,5

 

 

 

× 12

2

 

 

 

1,7

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

× 6 1,88

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

24

 

 

 

 

 

 

 

 

(12 1)5,12 + (12 1)4,55

 

 

 

106,37

 

 

 

 

24 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

22

 

 

tэмп=1,88<tкрит=2,07, таким образом различия в средних значениях работоспособности не существенны на уровне значимости α=0,05.

PWC170 /кг

30

25

20

15

10

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Средняя

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

±σ

 

 

 

 

 

 

 

Волейбол

 

Футбол

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 28. Диаграмма показателей волейболистов и футболистов по тесту

PWC170/кг

Рассмотрим следующий пример. Для анализа возьмем время простой двигательной реакции (ДР) футболистов 9 и 14летнего возраста (n=20 и n=12, соответственно).

87

Вычисляем выборочные

средние

х =373мс;

у = 257,3мс

и

дисперсии Dх 1316,8 мс, Dу

642,8 мс.

Дисперсии

значимо

не

отличаются Fэмп=2,04<Fкрит=2,65.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tэмп =

 

 

373 257,3

 

 

 

×

 

20 12

 

9,7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(20 1)1316,8

+ (12 1)642,8

 

 

 

 

 

 

 

 

32

 

 

 

 

 

 

32

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Здесь величина tэмп=9,7>tкрит(0,01)=2,75. Таким образом, время реакции значимо отличается у футболистов 9 и 14-летнего возраста.

мс

400

 

350

 

300

 

250

 

200

 

150

 

100

 

50

Средняя

 

0

±σ

9 лет

14 лет

Рис. 29. Диаграмма показателей футболистов по тесту ДР.

16.2 Критерий Крамера-Уэлча

В педагогике иногда t-критерий Стьюдента заменяют на более простой критерий Крамера-Уэлча. Эмпирическое значение данного критерия рассчитывается по следующей формуле:

 

 

 

 

x y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tэмп =

 

 

 

 

 

 

 

n1 n2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n1

Dx + n2

 

 

 

Dy

Приведём расчёты для представленного выше примера.

T

=

 

 

19,8 21,5

 

 

 

 

 

=

 

17

 

1,73

 

 

 

 

 

 

 

 

10 10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

эмп

10 ×5,12 +10 ×4,55

96,7

 

 

 

 

 

 

Заметим,

что

Tкр (0,05) = tкр (0,05;+∞) =1,96 .

Поскольку

Tэмп =1,73 <1,96 =Tкр (0,05) ,

то и по критерию Крамера-Уэлча

 

 

88

 

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]