Neden eşleşmiş çift serbestlik derecesini olan çiftleri eksi 1 sayısı -testi?


9

in \ mathbf {y olduğu " serbestlik derecelerini" bilmeye alışkınım } \ in \ mathbb {R} ^ n , \ mathbf {X} \ M_ {n \ kat p} içinde (\ mathbb {R}) sıralaması ile tasarım matris r , \ boldsymbol {\ p} \ in \ mathbb { \ Mathbb {R} ^ n , \ boldsymbol {\ epsilon} \ sim \ mathcal {N} (\ mathbf {0}, \ sigma ^ 2 \ mathbf {I} ile birlikte R} ^ p , \ boldsymbol {\ epsilon} \ _n) , \ sigma ^ 2> 0 .n−r

y=Xβ+ϵ
y∈RnX∈Mn×p(R)rβ∈Rpϵ∈Rnϵ∼N(0,σ2In)σ2>0

Temel istatistikleri hatırladığım kadarıyla (yani, doğrusal cebire sahip doğrusal öncesi modeller), eşleşen çiftler t - ttesti için serbestlik derecesi eksi 1 eksi sayısıdır 1. Yani bu belki de X 1. Bu doğru mu? Değilse, n-1 niçin n−1eşleşen çiftler t - ttesti için serbestlik derecesi ?

Bağlamı anlamak için karışık efektler modelim olduğunu varsayalım:

yijk=μi+ some random effects+eijk
burada i=1,2 , j=1,…,8 ve k=1,2 . \ Mu_i ile ilgili μisabit bir efekt dışında özel bir şey yoktur ve eijk∼iidN(0,σe2) . Rastgele etkilerin bu sorunla alakasız olduğunu varsayıyorum, çünkü sadece bu durumda sabit etkileri önemsiyoruz.

\ Mu_1 - \ mu_2 için bir güven aralığı sağlamak istiyorumμ1−μ2 .

Zaten \ bar {d} _ \ cdot = \ dfrac {1} {8} \ sum d_j \ mu_1 - \ mu_2'nind¯⋅=18∑dj tarafsız bir tahmincisi olduğunu μ1−μ2 , burada dj=y¯1j⋅−y¯2j⋅ , y¯1j⋅=12∑ky1jk ve y¯21⋅ benzer şekilde tanımlanmıştır. Nokta tahmini d¯⋅ hesaplandı.

Zaten göstermiştir

sd2=∑j(dj−d¯⋅)28−1
varyans tarafsız bir tahmin olup dj ve bu nedenle
sd28
, \ bar {d} _ {\ cdot} ' un standart hatasıdır d¯⋅. Bu hesaplandı.

Şimdi son kısım özgürlük derecelerini bulmak. Bu adım için, genellikle 2 dereceye sahip olan tasarım matrisini bulmaya çalışıyorum, ancak bu sorunun çözümüne sahibim ve özgürlük derecelerinin olduğunu söylüyor .8−1

Bir tasarım matrisinin sırasını bulma bağlamında, özgürlük dereceleri neden ?8−1

Eklemek için düzenlendi: Belki bu tartışmada yardımcı olmak, test istatistiğinin nasıl tanımlandığıdır. Bir parametre vektörüm var . Bu durumda, (bir şeyi tamamen kaçırmadıkça). Esasen hipotez testini yapıyoruz burada . Daha sonra test istatistiği ile merkezi bir dağılımına karşı test edilecekβ

β=[μ1μ2]
c′β=0
c′=[1−1]
t=c′β^σ^2c′(X′X)−1c
tn−rözgürlük dereceleri , yukarıdaki gibi tasarım matrisidir ve burada .X
σ^2=y′(I−PX)yn−r
PX=X(X′X)−1X′

Yanıtlar:


5

çiftleri ile eşleşen çiftler -test aslında boyutunda bir örnekle sadece bir örneklik testidir . You have farklılıklar ve bu istatistiksel bağımsız ve normal bir dağılım vardır. sonra ilk sütun sahiptntnnd1,…,dn

[d1⋮dn]=[d¯⋮d¯]+[d1−d¯⋮d1−d¯]n d.f.1 d.f.(n−1) d.f.
“=''1tüm girdilerin eşit olduğunu söyleyen doğrusal kısıtlama nedeniyle serbestlik derecesi; ikincisi, girişlerin toplamının olduğunu söyleyen doğrusal kısıtlama nedeniyle serbestlik derecesine sahiptir .n−10

Başka bir deyişle, burada serbestlik derecemizin nedeninin doğrusal model ile ilgisi yoktur. ? n−1y=Xβ+ϵ
— Klarnetçi

1
Bu matris bu model ile ilgisi var bir sütun s ve olan bir matris, sadece giriş iki nüfus aracı arasındaki farktır. X1β1×1
— Michael Hardy

2
Aha! Senin Yani vektörü o vektör olacağını doğru s,? Çok teşekkür ederim! Bu konuda bir cevap bulmanın ne kadar zor olduğuna inanamıyorum! ydi
— Klarnetçi

Evet. eşleşen çiftlerde gözlenen farklılıkların vektörüdür . n
— Michael Hardy

2

Michael Hardy'e sorumu cevapladığı için çok, çok teşekkürler .

Fikir şudur: ve . O zaman lineer modelimiz burada olan , tüm olanların -vector ve Açıkçası rank böylece o zaman var, serbestlik derecesine .

y=[d1⋮dn]
β=[μ1−μ2]
y=1n×1β+ϵ
1n×1n
ϵ=[ϵ1⋮ϵn]∼N(0,σ2In).
X=1n×11n−1

eşit olarak nasıl ayarlayabiliriz ? Hatırlatma; ve kolayca görülebildiği gibi, tüm . alındığında , ne olması gerektiği açıktır . Bunun nedeni ise β[μ1−μ2]

E[y]=Xβ
E[dj]=μ1−μ2jXβ
E[y]=E[[d1⋮dn]]=[E[d1]⋮E[dn]]=[μ1−μ2⋮μ1−μ2]=Xβ=1n×1β=[1⋮1]β
yani , ile matrisi olmalıdır .β1×1β=[μ1−μ2]

Takım . O zaman hipotez testimiz Test istatistiğimiz bu nedenle Biz Bazı çalışmalardan sonra Ayrıca gösterilebileceğinic′=[1]

H0:c′β=0.
c′β^σ^2c′(X′X)−1c.
σ^2=y′(I−PX)yn−r(X).
PX=P1n×1=1n×1(1n)1′.
I−PXsimetrik ve idempotenttir. Böylece, ve
σ^2=y′(I−PX)yn−r(X)=y′(I−PX)′(I−PX)yn−r(X)=‖(I−PX)y‖2n−r(X)=‖[I−1n×1(1n)1′]y‖2n−1=‖[d1⋮dn]−[d¯⋅⋮d¯⋅]‖2n−1=∑i=1n(di−d¯⋅)2n−1=sd2
X′X=1n×1′1n×1=n
olan belli sahip ters , böylece merkezi bir dağılımı ile derece ile test edilecek bir test istatistiği özgürlük.1/n
μ^1−μ^2sd2/n
tn−1
Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.