Проверка гипотезы о независимости
В общем случае для проверки гипотезы о независимости случайных величин и
можно воспользоваться критерием независимости
проверки гипотезы
, заключающейся в том, что функция распределения случайного вектора
,
где и
- одномерные функции распределения координат вектора.
Статистика критерия независимости имеет вид (см. [3, разд. 3.5]):
,
где и
– число интервалов группировки выборочных значений случайных величин
и
соответственно;
и
- частоты интервалов группировки выборочных значений случайных величин
и
соответственно;
- частота прямоугольника, сторонами которого являются
-й интервал группировки выборочных значений случайной величины
и
-й интервал группировки выборочных значений случайной величины
.
Гипотезу отвергают тогда, когда вычисленное по заданной выборке
значение статистики
удовлетворяет неравенству
, где
является
-квантилью распределения
с
степенями свободы. В противном случае гипотезу
принимают.
В случае нормального распределения случайного вектора равенство коэффициента корреляции нулю означает одновременно и независимость координат вектора. Поэтому гипотеза о независимости случайных величин
и
в этом случае может быть сформулирована как гипотеза
.
Статистикой критерия для проверки данной гипотезы является величина:
, где
- выборочный коэффициент корреляции.
В случае справедливости значение величины
не должно существенно отличаться по модулю от нуля. Поэтому критическая область критерия для проверки
является двусторонней (в отличие от критерия
) и задается в виде
, где
- значение величины
, полученное для заданной выборки, а порог
определяется по заданному уровню значимости
так, чтобы
.
Поскольку (см. [3, разд. 3.5] и [4, разд. 4.8.1]) при больших
(практически при
) в случае справедливости гипотезы
случайная величина
имеет распределение Стьюдента
с
степенями свободы, то для заданного уровня значимости
можно положить
, где
является 1—
/2 - квантилью распределения
.
Таким образом, критерий для проверки гипотезы о равенстве нулю коэффициента корреляции состоит в следующем:
1. По заданному уровню значимости находится по табл. П3 порог
.
2. По заданной выборке вычисляется значение статистики
.
3. Если , то гипотезу
отвергают и делают вывод о том, что случайные величины
и
являются зависимыми.
4. Если , то гипотезу
принимают и считают, что случайные величины
и
являются независимыми.
Замечание. В общем случае (отличном от нормального) гипотеза является гипотезой о некоррелированности случайных величин
и
и известна также как гипотеза о значимости коэффициента корреляции.