СЛУЧАЙ 2. Выборки зависимые

Для сравнения двух зависимых выборок или выборок с попарно связанными вариантами проверяют гипотезу о равенстве нулю среднего значения их попарных разностей. Такая задача возникает, когда имеются данные об изменении интересующего признака у каждого пациента. Например, если группа пациентов получала изучаемый метод лечения, и у каждого пациента измерялось значение признака до и после лечения. В данном случае предстоит проверить нулевую гипотезу о равенстве нулю изменений этого признака в результате получения терапии.

При подобных исследованиях все наблюдения можно представить в виде n-пар измерений (например, до и после)

Для каждой пары вычисляется разность di, где i=1, n

Для полученного ряда вычисляется среднее и среднеквадратичное отклонение

Далее вычисляется значение критерия Стъюдента

(15)

 

Проверка гипотезы производится по таблицам распределения Стьюдента (Приложение 2) для выбранного уровня значимости и числа степеней свободы f= п-1.

Если │tвыч │<tкрит то принимается Н(0)

 

Если │tвыч│≥tкрит то принимается Н(1) и делается заключение о наличии статистически значимых различий между генеральными средними значениями «до» и «после».

Пример. В группе из 6 человек изучалось влияние пробежки на ЧСС (уд/мин). В результате опыта получилось 2 ряда ЧСС: первый – до пробежки, второй – после пробежки: Таблица 16. ЧСС до и после пробежки  
До пробежки, уд/мин.
После пробежки, уд/мин.

 

Изменяется ли ЧСС после пробежки? Необходимо оценить статистическую значимость полученных результаты, если известно, что ЧСС имеет нормальное распределение.

Для наглядности представим данные в следующей таблице 17:

 

Таблица 17. Изменения ЧСС

 

x1i (до пробежки) х2i (после пробежки) di (разница ЧСС)
 
Ср. знач.=70,8 Ср. знач.=79 Ср. знач.= 8,2

 

Несмотря на то, что средние значения ЧСС до и после пробежки отличаются, не исключена возможность, что в генеральной совокупности пробежка не повлияет на ЧСС.

Поэтому выдвигаем гипотезы:

Н(0): после пробежки ЧСС в среднем не меняется

Н(1): после пробежки ЧСС в среднем меняется

Гипотезы будем проверять на уровне значимости α=0,05.

Результаты вычислений представлены в таблице 18.

 

 

Таблица 18. Результаты проверки гипотезы

 

группа n (уд/мин) (уд/мин) sd (уд/мин2) вычисленный t-критерий
до пробежки 70,8 8,2 5,3 3,75
после пробежки

 

Определим по таблице Стьюдента (Приложение 2) для α=0,05 и числа степеней свободы f=n-1=5 двусторонний tкрит = 2,57.

│tвыч > tкрит – следовательно принимается Н(1).

Вывод: изменение ЧСС после пробежки статистически значимо с вероятностью не менее 95%.

 

Контрольное задание 5:

1. На каком уровне значимости можно утверждать, что содержание сахара в крови лиц основной и контрольной групп одинаково

 

Таблица 19. Данные к заданию

 

Сахар в крови, г/л   t0,05 t0,01 tвыч
Основная группа 2,262 3,25 3,11
Контрольная группа

 

2. По данным из таблицы 20 сформулируйте нулевую и альтернативную гипотезы. Какая из гипотез будет принята.

Таблица 20. Данные к заданию

 

Аплитуда ЭЭГ фон альфа р
гипервентилляция 0,05 7,5%