四格表卡方检验
四格表卡方检验ppt课件
2018年10月30日
2 ( 2 ( 2 ( 271 253 . 24 ) 5 22 . 76 ) 74 91 . 76 ) 2 253 .24 22 .76 91 .76 2 (26 8 .24 ) 56 .77 8 .24 df(2 1 )( 2 1 )1
2
-------四格表专用公式 2018年10月30日
例8-1 用专用公式 计算 2 值：
( 271 26 5 74 ) 376 2 56 .77 , df 1 276 100 345 31 查 2界值表， 02.05 ,1 3 .84 下结论：
表8-1 疗法 胃金丹 西药 合 计 两药治疗胃脘痛的疗效四格表 有效 271(253.24) 74(91.76) 345 无效 5(22.76) 26(8.24) 31 合计 276 100 376 有效率 98.19% 74.00% 91.76%
2018年10月30日
列联表资料分析
把全部数据按两个分类变量（原因变量、结 果变量）进行完全分类列成的频数表格称为列联 表，R行C列的列联表简称R×C表，2×2列联表 也称为四格表，利用列联表进行分类资料的检验 称为列联表分析。
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2018年10月30日
2 检验的基本公式
2 ( A T ) 2 T
df ( R 1 )( C 1 )
上述基本公式由Pearson提出，因此软件上 常称这种检验为Peareson卡方检验，下面将要 介绍的其他卡方检验公式都是在此基础上发展起 来的。它不仅适用于四格表资料，也适用于其它 的“行×列表”资料。
2018年10月30日
Karl Pearson (1857~1936)
40第四节-四格表的卡方检验
第四节 四格表旳卡方检验
• 一、独立样本四格表旳卡方检验 • 独立样本四格表旳χ2检验，就是最简朴旳双向表 即22表旳χ2检验。它既能够用缩减公式来计算χ2值， 又能够用χ2检验旳基本公式来计算χ2值。
例1： 教科书第240页。
例如： 教科书第242页。
例如： 教科书第244页。
关键词：普小教师 有特殊教育需要旳学生 随班就读态度
2．校正χ2值旳计算
• 在有关样本四格表中，假如(b+c)<30或 (b+c)<50（即要求比较严格），则要对χ2值进 行亚茨连续性校正。其校正公式为：
2 ( b c 1)2
bc
例1： 教科书第246页。
北京、香港两地普小教师对有特殊教育需要学生
随班就读态度旳比较研究
韦小满、袁文得、刘全礼
摘要：从北京、香港两个地域旳一般小学中随机抽取了 225名教师进行问卷调查。成果表白，在对有特殊教育需要学 生在一般班级随班就读旳基本态度上，香港地域持赞同态度旳 教师百分比高于北京地域。但对各类有特殊教育需要学生旳随 班就读，两地教师旳态度既有相同旳方面，也有不同旳方面。 两地教师对随班就读旳接受程度明显受学生旳残疾类型和残疾 程度旳影响。
四格表卡方检验
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• （3） 2检验 从菜单选择 Analyze→Descriptive Statistics→Crosstable（交叉表） 指定 Row(s)：组别 Columns(s)：疗效 击Statistics按钮选择Chi-square。
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输出结果
理论数小于5的格子数为2(占50%),最小理论数为4.18 卡方检验：有效观测数 n=71>40，有两个格子理论数T<5，故用
校正卡方检验2 =2.746，P=0.098，不能认为两药疗效不同。
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第二节 四格表确切概率法
四格表确切概率法基本思想 实例
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36
2
38
合计
62
9
71
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例8-2 对表8-4资料推断两组的疗效有无差别
（1） H0: 1 2 ，即两组疗效相同
H1: 1 2 ，即两组疗效不同 ， α=0.05
（2）计算2值，最小理论数
9 33 T12 71 4.18
因有理论数1<T<5，n>40，故用校正2检验
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一致性检验 危险度分析
配对四格表卡 方检验
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主要输出结果
校正只适用于四格表 理论数小于5的格子数为0(占0%),最小理论数为8.24
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结果分析
四格表卡方检验结果解读
四格表卡方检验结果解读在统计学中，卡方检验是一种常用的统计方法，用于检验两个或多个分类变量之间是否存在关联性。
四格表卡方检验是其中的一种形式，通常用于分析两个分类变量的关联性。
四格表是由两个分类变量所组成的一个二维交叉表，其中每个分类变量各有两个水平（类别）。
卡方检验的目的是判断这两个分类变量是否独立，即变量之间是否存在关联性。
卡方检验的原假设为“两个变量之间独立”，备择假设则为“两个变量之间不独立”。
进行卡方检验的关键是计算出卡方值，并将其与临界值进行比较。
若计算得到的卡方值大于临界值，则认为两个变量之间存在显著关联性；反之，若计算得到的卡方值小于或等于临界值，则认为两个变量之间不相关。
卡方值的计算是基于四格表中的观察频数与期望频数的比较。
观察频数是指四格表中每个单元格中的实际观察到的频数，而期望频数是指基于假设模型下，每个单元格中的预期频数。
解读四格表卡方检验的结果时，首先需要查看输出的卡方检验统计量和自由度。
卡方检验统计量通常表示为χ2（读作“卡方”），其数值越大，说明两个变量之间的差异越显著。
自由度表示独立变量的自由度和独立变量水平数目之间的关系。
自由度越大，说明检验结果越可靠。
在解读卡方检验结果时，需要关注的重要指标有四个：卡方值，自由度，P值和显著性水平。
卡方值越大，表明差异越显著，与假设模型越不符合。
自由度越大，卡方值越大，相应的P值越小，表明差异越显著。
P值是在给定假设模型成立的条件下，观察到卡方值或更极端的情况发生的概率。
一般而言，当P值小于等于0.05时，我们可以拒绝原假设，认为两个变量之间存在显著关联性。
当P值大于0.05时，我们无法拒绝原假设，即无法得出两个变量之间存在关联性的结论。
显著性水平是事先确定的一个阈值，通常取0.05。
当P值小于等于显著性水平时，拒绝原假设；当P值大于显著性水平时，无法拒绝原假设。
在解读四格表卡方检验结果时，需要同时综合考虑卡方值、自由度、P值和显著性水平这四个指标来进行判断。
配对四格表资料卡方检验的公式选用条件
配对四格表资料卡方检验的公式选用条件配对四格表资料卡方检验的公式选用条件引言•配对四格表资料卡方检验是统计学中常用的分析方法之一，用于判断两个变量之间是否存在关联关系。
•在进行配对四格表资料卡方检验时，正确选用公式是至关重要的。
公式选用条件1.样本数据满足独立性：在进行配对四格表资料卡方检验时，需要保证样本数据中的观测值之间相互独立，即每个观测值的出现与其他观测值的出现无关。
2.样本数据满足随机性：样本数据需要能够代表总体的特点，即样本选择要随机进行，以减小抽样偏差对检验结果的影响。
3.样本数据满足预期频数要求：进行配对四格表资料卡方检验时，需要确保每个分类下的观测值的预期频数大于等于5，以保证卡方检验的准确性。
4.样本数据满足分类独立性：进行配对四格表资料卡方检验时，需要确保变量的分类是相互独立的，即不出现因两个变量分类方法不同而导致的观测值分类重叠的情况。
公式推导•配对四格表资料卡方检验的公式选用条件主要基于卡方检验的原理进行推导。
•卡方检验是通过比较观测频数与预期频数之间的差异来判断两个变量之间的关系。
•在配对四格表资料卡方检验中，需要计算卡方值，并基于卡方值进行假设检验。
结论•在进行配对四格表资料卡方检验时，应遵守公式选用条件，确保样本数据的独立性、随机性、预期频数要求和分类独立性。
•正确选用公式可以提高卡方检验的准确性，从而更好地判断两个变量是否存在关联关系。
参考文献•[1] Agresti, A. (2002). Categorical data analysis (2nd ed.). Wiley-Interscience.公式选用条件的解释1.样本数据满足独立性：–独立性是指样本数据中的观测值之间相互独立，即每个观测值的出现与其他观测值的出现无关。
–例如，在研究两种药物治疗效果时，如果每个患者的数据只与自己所接受的药物有关，而不受其他患者的影响，那么就满足了独立性的条件。
2.样本数据满足随机性：–随机性是指样本数据能够代表总体的特点，即样本选择要随机进行，以减小抽样偏差对检验结果的影响。
四格表分析
2 P
k i 1
( Ai
Ti )2 Ti
服从自由度为k-1旳卡方分布。
即：
2 P
2,v，拒绝H0。
上述卡方检验由此派生了不同应用背景旳多种问 题旳检验，尤其最常用旳是两个样本率旳检验等。
措施原理
牙膏类型 含氟牙膏 一般牙膏 合计
表 6.2 使用含氟牙膏与一般牙膏儿童的龋患率
患龋齿人数 70(76.67) 45(38.33) 115
此时,能够考虑边际卡方检验，见P130
注意事项
配对四格表卡方与成组设计卡方
因为配对设计旳资料同一对观察成果间一般是非独 立旳，而成组设计旳资料一般能够以为是独立旳， 所以配对四格表资料不能用成组设计旳2或 Fisher检验旳，而要用配对设计旳2或配对设计 旳直接计算概率法进行检验。
Poisson分布资料推断
累计概率 0.0106 0.0895 0.3138 0.6306 0.8726 0.9745 0.9974 0.9999 1.0000
*本例现有样本情况 d=6。
❖ 然后将其中不大于等于既有样本概率旳概率值相加，即为
P值：
▪ 本例中P值=P(0)+ P(6)+P(7)+P(8)=0.0361<0.05
措施原理
❖ 理论频数
▪ 基于H0成立，两样本所在总体无差别旳前提下
计算出各单元格旳理论频数来
TRC
nR nC n
牙膏类型 含氟牙膏 一般牙膏 合计
患龋齿人数 70(76.67) 45(38.33) 115
未患龋齿人数 130(123.33) 55(61.67) 185
调查人数 200 100 300
❖ 使用不同旳牙膏并不会影响龋齿旳发生（两个分 类变量间无关联） ▪ 两变量旳有关分析
四格表卡方检验
通常为分类数减去1
理论次数的计算
根据某种经验或理论
二、配合度检验的应用
1、检验无差假说 理论次数=总数*1/分类项数 例题p.332
2、检验假设分布的概率 理论次数的计算按照理论分布求得 例题p.333
三、连续变量分布的吻合性检验
对于连续随机变量的计量数据，有时在 实际研究中预先不知道其总体分布，而 是要根据对样本的次数分布来判断是否 服从某种指定的具有明确表达式的理论 次数分布。 关于分布的假设检验方法有很多，运用 卡方值所做的配合度检验是最常用的一 种。
举例：正态分布吻合性检验
例题：p.336
四、比率或百分数的配合度检验
如果计数资料用百分数表示，最后计算 出来的卡方值要乘以100/N后，再与查表 所得的临界值进行比较。 例题：p.337
五、二项分类的配合度检验与比 率显著性检验的一致性
二者实质相同，只是表示方式不同。 相比较而言，配合度检验计算方法更为 简单。
在独立性检验和同质性检验中，如果两 个变量或两个样本无关联时，期望值为 列联表中各单元格的理论次数，即各个 单元格对应的两个边缘次数的积除以总 次数。
五、小期望次数的连续性校正
如果个别单元格的理论次数小于5，处理 方法有以下四种：
1、单元格合并法 2、增加样本数 3、去除样本法 4、使用校正公式
主要内容
第一节 卡方检验的原理 第二节 配合度检验 第三节 独立性检验 第四节 同质性检验
为什么叫作卡方检验
计数数据一般应用属性统计方法，因为 这类数据是按照事物属性进行多项分类 的。 而且，对这些计数数据的统计分析是根 据卡方分布进行的。
卡方检验的功能
处理一个因素两项或多项分类的实际观 察频数与理论频数分布是否相一致的问 题，或者说有无显著差异的问题。
完全随机设计四格表资料的卡方检验,其校正公式
完全随机设计四格表资料的卡方检验,其校正公式在统计学中，卡方检验是用来检验观测频数与期望频数是否存在显著差异的一种常用方法。
在实际应用中，我们经常会遇到完全随机设计四格表资料的情况，而对这种情况进行卡方检验时，需要使用相应的校正公式，以确保检验结果的准确性和可靠性。
让我们来理解一下完全随机设计四格表资料的含义。
完全随机设计是实验设计中的一种常见形式，它要求实验对象被随机分配到各个处理组中，各处理之间相互独立，且每个处理组中的实验对象也是相互独立的。
四格表则是指实验结果按照两个因素分组，形成四个格子，每个格子中包含了不同处理的观测频数。
在这种情况下，我们需要进行卡方检验来判断两个因素之间是否存在相关性或独立性。
在进行卡方检验时，我们首先需要计算期望频数。
期望频数是指在假设两个因素之间不存在相关性或独立性的情况下，每个格子中的理论频数。
一般情况下，完全随机设计四格表资料的期望频数可以通过计算公式进行推导。
在这里，我们就需要使用校正公式来确保计算的准确性。
校正公式是针对完全随机设计四格表资料计算期望频数时可能出现的分母为0或者过小的情况而设计的。
当实际观测频数与期望频数之间存在很大差异时，校正公式能够有效地调整计算结果，提高卡方检验的准确性。
一般来说，校正公式的具体形式会根据不同的实验设计和数据特点而有所不同，需要根据具体情况进行选择和应用。
在进行卡方检验时，我们需要使用校正公式来计算期望频数，并将实际观测频数与校正后的期望频数进行比较，进而得出检验结果。
通过对实际情况进行充分的了解和分析，我们可以更好地理解和运用卡方检验，从而做出科学合理的决策。
回顾本文所涉及的内容，完全随机设计四格表资料的卡方检验及其校正公式是统计学中一个重要且常见的问题，它在实际应用中具有广泛的意义。
通过了解和掌握相关的知识和方法，我们可以更好地进行数据分析和推断，为科学研究和决策提供可靠的依据。
在个人观点和理解方面，我认为掌握卡方检验及其校正公式是统计学学习中的一项基本能力，它不仅可以帮助我们理解实验设计和数据分析的原理，还可以为科学研究和实践工作提供重要的支持。
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六、应用卡方检验应注意取样设计
注意取样的代表性
主要内容
第一节 卡方检验的原理 第二节 配合度检验 第三节 独立性检验 第四节 同质性检验
配合度检验
配合度检验主要用于检验单一变量的实 际观察次数分布与某理论次数分布是否 有差别。
一、配合度检验的一般问题
统计假设
虚无假设：实际数等于理论数 备择假设：实际数不等于理论数
一、独立性检验的一般问题与步骤
统计假设
虚无假设：多因素之间独立 备择假设：多因素之间有关联或者说差异显著
理论次数的计算
单元格所对应的行的总合乘以对应的列的总合，然后 再除以总数
自由度的确定
df=(R-1)(C-1)
统计方法的选择（不同情况有简便公式） 结果及解释
差异显著说明有关联
四格表的Fisher精确概率检验方法
在理论次数小于5时，也可用费舍精确概率检验法， 代替卡方检验法。
公式和例题（p.350）
三、R*C表独立性检验
基本方法与四格表的独立性检验相同。
四、多重列联表分析
如果有三个自变量，可以将其中一个人 口学变量看作控制变量，对于控制变量 的不同水平进行单个列联表分析。
独立性检验
独立性检验主要用于两个或两个以上因素多项 分类的计数资料分析，也就是研究两类变量之 间的关联性和依存性问题。
如果两变量无关联即相互独立，说明对于其中 一个变量而言，另一变量多项分类次数上的变 化是在无差范围之内；如果两变量有关联即不 独立，说明二者之间有交互作用存在。
独立性检验的两个母总体指的是两个变量所代 表的概念母总体，而非人口学上的母总体。
若多个列联表呈现的结果一致，可以将 数据合并；若不一致，则需要各自进行 分别的解释。
主要内容
第一节 卡方检验的原理 第二节 配合度检验 第三节 独立性检验 第四节 同质性检验
同质性检验
同质性检验目的在于检验不同人群母总体在某 一个变量的反应是否具有显著差异。 同质性检验与独立性检验的方法基本相同，但 检验的目的不同。
举例：正态分布吻合性检验
例题：p.336
四、比率或百分数的配合度检验
如果计数资料用百分数表示，最后计算 出来的卡方值要乘以100/N后，再与查表 所得的临界值进行比较。 例题：p.337
五、二项分类的配合度检验与比 率显著性检验的一致性
二者实质相同，只是表示方式不同。 相比较而言，配合度检验计算方法更为 简单。
在独立性检验和同质性检验中，如果两 个变量或两个样本无关联时，期望值为 列联表中各单元格的理论次数，即各个 单元格对应的两个边缘次数的积除以总 次数。
五、小期望次数的连续性校正
如果个别单元格的理论次数小于5，处理 方法有以下四种：
1、单元格合并法 2、增加样本数 3、去除样本法 4、使用校正公式
主要内容
第一节 卡方检验的原理 第二节 配合度检验 第三节 独立性检验 第四节 同质性检验
为什么叫作卡方检验
计数数据一般应用属性统计方法，因为 这类数据是按照事物属性进行多项分类 的。 而且，对这些计数数据的统计分析是根 据卡方分布进行的。
卡方检验的功能
处理一个因素两项或多项分类的实际观 察频数与理论频数分布是否相一致的问 题，或者说有无显著差异的问题。
自由度的确定
通常为分类数减去1
理论次数的计算
根据某种经验或理论
二、配合度检验的应用
1、检验无差假说 理论次数=总数*1/分类项数 例题p.332
2、检验假设分布的概率 理论次数的计算按照理论分布求得 例题p.333
三、连续变量分布的吻合性检验
对于连续随机变量的计量数据，有时在 实际研究中预先不知道其总体分布，而 是要根据对样本的次数分布来判断是否 服从某种指定的具有明确表达式的理论 次数分布。 关于分布的假设检验方法有很多，运用 卡方值所做的配合度检验是最常用的一 种。
二、四格表的独立性检验
独立样本四格表卡方检验
利用基本公式或简捷公式 例题：p.347
相关样本四格表卡方检验
用简捷公式较为简单 例题：p.349
二、四格表的独立性检验
四格表卡方值的近似校正
当四格表的任一格理论次数小于5时，要用Yates连续 性校正公式计算卡方值（具体公式见书p.349）。
独立性检验是对同一样本的若干变量关联情形的检 验，目的在于判明数据资料是相互关联还是彼此独 立。
同质性检验是对两个样本同一变量的分布状况的检 验，是对几个样本数据是否同质作出统计决断。
关于实际次数和理论次数
实际频数：指在实验或调查中得到的计数资 料。
理论次数：指根据概率原理、某种理论、某 种理论次数分布或经验次数分布计算出来的 次数。
一、卡方检验的假设
分类相互排斥、互不包容； 观测值相互独立； 每一个单元格中的期望次数至少为5。
二、卡方检验的类别
配合度检验
主要用来检验一个因素多项分类的实际观察数与某 理论次数是否接近。
第十章 卡方检验
教科所 张念成
教学目标
了解卡方检验的一般原理；
掌握卡方检验的具体方法，例如配合度 检验、独立性检验和同质性检验。
卡方检验适用情况
对计数数据进行统计分析，应该用卡方 检验。 如果测量数据的总体分布形态不清楚， 也可以用卡方检验等非参数检验的方法 进行分析。
主要内容
第一节 卡方检验的原理 第二节 配合度检验 第三节 独立性检验 第四节 同质性检验
例题：p.338
六、卡方的连续性校正
当某一期望次数小于5时，应该利用校正
公式计算卡方值。 公式（p.340） 2
(
f0
fe
1/ 2)2
例题：p.341
fe
如果三项分类或更多时，出现某一单元 格内的理论次数小于5的情况，则不需要 进行校正也能得到较为准确的结果。
主要内容
第一节 卡方检验的原理 第二节 配合度检验 第三节 独立性检验 第四节 同质性检验
独立性检验
用来检验两个或两个以上因主要目的在于检定不同人群母总体在某一个变量的 反应是否具有显著差异。
三、卡方检验的基本公式
2 ( f0 fe)2
fe
f0为实际观察次数 fe为理论次数
四、期望次数的计算
在配合度检验时，期望值为总体的实际 数值，或是某一理论存在的数值。