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   Bartlett(バートレット)検定

 Bartlett検定
Bartlett検定は「分散が均一であるかどうか」を検定する。独立多群や関連多群で分散分析(一元配置分散分析法、二元配置分散分析法)をするとき、分散が均一でないといけない。

もし、Bartlett検定によって分散が均一でないと判断されたら、分散分析では検定しない方が良い。分散が均一でないならKruskal-Wallis検定やFriedman検定を行う。

測定値 データ数 分散
A1 ○○○ n1 s12
A2 ○○○○○ n2 s22
Ak ○○○○ nk sk2
    N  
n=データ数、s2=分散、k=群数

・仮説の設定
帰無仮説(H0):「各群の分散は均一である」と仮定する。(分散に差はない)
対立仮説(H1):「各群の分散は均一でない」と仮定する。(分散に差がない)

・確率を求める
統計量を求めるには、まず分散がどれくらい偏っているかを表す偏り度Mを求める。Mは次の式によって求めることができる。

 

このときのsE2は郡内変動を表す分散であり、次の式によって求めることができる。

 

Mを求めたら、今度はデータ数の補正係数Cを求める。

 

MとCを使い、次の式で偏りを標準化させることで統計量X2を求める。

 

このとき、自由度df=k-1のX2分布に従うので、X2分布表よりX2αを求めて判断する。

・判定
X2≦X2αのとき、P≧αとなり帰無仮説を棄却できない → 各群の分散は均一である
X2>X2αのとき、P<αとなり帰無仮説を棄却できる → 各群の分散は均一でない

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 例題
下の表のデータについて、分散は均一であるかを検定せよ。

測定値 データ数 分散
A1 ○○○ 3 10
A2 ○○○○○ 5 19
A3 ○○○○ 4 8
(注:このデータは便宜的に作ったもので、実際のデータではない)

帰無仮説(H0):各群の分散は均一である
対立仮説(H1):各群の分散は均一でない

・計算
まず、郡内変動の分散を求めないといけない。データ数=12、群数k=3

 

郡内変動の分散値を求めたら、偏り度Mを計算する。

 

補正係数Cは次のように計算できる。

 

このとき、統計量はMとCを使って次の式で求める。

 

自由度df=k-1=3-1=2のX2分布に従うので、X2分布表よりX20.05=5.99となる。

X2値<X20.05なので、P>0.05となり帰無仮説を棄却できない。つまり、「各群の分散は均一である」ということができる。