皮爾遜相關系數檢驗 | 斯皮爾曼等級相關系數檢驗 | 肯德爾相關系數檢驗


PEARSON’S PRODUCT MOMENT CORRELATION COEFFICIENT T-TEST皮爾遜積矩相關系數t檢驗,又叫皮爾遜積矩相關系數t檢驗

用途:用來檢驗兩個連續變量是否具有顯著相關性

原假設:兩個變量沒有顯著相關性(相關系數顯著不為0)
備擇假設:兩個變量具有相關性

要求:
1.兩個變量可以具有不同的尺度,也就是說可以具有不同的量綱,不需要標准化;
2.兩個變量的樣本量大小相同;
3.兩變量的各自分布接近正態分布;
4.兩變量的聯合分布接近二元正態分布。
實際應用中可能3,4沒有那么嚴格。

R代碼實現:

> x <- c(44.4, 45.9, 41.9, 53.3, 44.7, 44.1, 50.7, 45.2, 60.1)
> y <- c( 2.6, 3.1, 2.5, 5.0, 3.6, 4.0, 5.2, 2.8, 3.8)
The test statistic can be calculated for the above data by typing:
>cor.test(x,y,method="pearson",alternative="two.sided",conf.level = 0.95)
Pearson's product-moment correlation
data: x and y
t = 1.8411, df = 7, p-value = 0.1082
alternative hypothesis: true correlation is not equal to 0
95 percent confidence interval:
-0.1497426 0.8955795
sample estimates:
cor
0.5711816

結果顯示,統計量t=1.8411,t為t檢驗的統計量;
df=7,即9-2=7,樣本量-變量個數;
p-value = 0.1082,即t檢驗顯著性p值;
95%置信區間[-0.1497426,0.8955795],其中包含0;
cor = 0.5711816,相關系數值。

結論:因為p-value = 0.1082,小於0.05(或者更為嚴格的0.01),不能否定原假設,即皮爾遜積矩相關系數t檢驗結果顯示不能證明這兩個變量的相關系數顯著不為0,盡管相關系數比較大。

SPEARMAN RANK CORRELATION TESTSpearman秩相關檢驗

用途:用於研究等級(定序)相關變量相關性檢驗的方法。只要兩個變量是成對的等級數據,或者由連續變量觀測到的數據轉化而成的等級數據,不對樣本的分布做要求。
R代碼實現:

> x <- c(44.4, 45.9, 41.9, 53.3, 44.7, 44.1, 50.7, 45.2, 60.1)
> y <- c( 2.6, 3.1, 2.5, 5.0, 3.6, 4.0, 5.2, 2.8, 3.8)

>cor.test(x,y,method="spearman",alternative="two.sided")
Spearman's rank correlation rho
data: x and y
S = 48, p-value = 0.0968
alternative hypothesis: true rho is not equal to 0
sample estimates:
rho
0.6

結果顯示,統計量t=1.8411,t為t檢驗的統計量;
S=48,表示每個樣本點等級之差的平方的和;
p-value = 0.0968,即t分布顯著性p值;
rho = 0.6,相關系數值。

KENDALL’S TAU CORRELATION COEFFICIENT TEST肯德爾系數T檢驗

用途:適用於定序變量或者不滿足正態分布假設的間隔數據。

肯德爾系數T:統計對象A和B都有兩個或多個屬性,若按照某個屬性排序,其他屬性通常是亂序的。統計對象A在所有屬性排名中都排在B前面,則稱A和B是同序對,反之稱為異序對。
同序對和異序對總數之差與總對數的比值為肯德爾系數T。
肯德爾系數計算公式:

T=(P-(n*(n-1)/2-P))/(n*(n-1)/2)=(4P/(n*(n-1)))-1

其中P指同序對數目,n為單個變量的樣本數目。
肯德爾系數T為1,則A和B的屬性正相關。
肯德爾系數為-1,則A和B的屬性負相關。
肯德爾系數為0,則A和B的屬性獨立。
R代碼實現:

> x <- c(44.4, 45.9, 41.9, 53.3, 44.7, 44.1, 50.7, 45.2, 60.1)
> y <- c( 2.6, 3.1, 2.5, 5.0, 3.6, 4.0, 5.2, 2.8, 3.8)

> cor.test(x,y,method="kendal",alternative="two.sided")
Kendall's rank correlation tau
data: x and y
T = 26, p-value = 0.1194
alternative hypothesis: true tau is not equal to 0
sample estimates:
tau
0.4444444

結果顯示,tau = 0.4444444,肯德爾相關系數;
T= 26,為同序對數目;
p = 0.1194,顯著性p值。

參考資料:100 Statistical Tests: in R


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