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方差分析的基本思路是將數據的變異劃分為組內變異和組間變異,并通過F檢驗比較二者差異的顯著性。
data <- data.frame(
Treatment = rep(c("A", "B", "C"), each = 5),
Value = c(12, 15, 14, 13, 16, 10, 11, 13, 12, 14, 15, 14, 13, 15, 16, 17, 14)
)
在方差分析中,方差通過平方和與自由度來計算,將總變異分解為組間變異和組內變異。
組間平方和(SSB)和組內平方和(SSW)的計算是方差分析的關鍵步驟。
SSB <- sum((data$Value[1:5] - mean(data$Value[1:5]))^2 +
(data$Value[6:10] - mean(data$Value[6:10]))^2 +
(data$Value[11:15] - mean(data$Value[11:15]))^2)
SSW <- sum((data$Value[1:5] - mean(data$Value))^2 +
(data$Value[6:10] - mean(data$Value))^2 +
(data$Value[11:15] - mean(data$Value))^2)
自由度(df)是方差分析中另一個重要的概念,它與平方和緊密相關。
R語言提供了強大的包來執行方差分析,如stats
包。
fit <- aov(Value ~ Treatment, data = data)
summary(fit)
方差分析的結果通常包括F統計量和P值,用于判斷處理效應是否顯著。
箱型圖是展示方差分析結果的常用圖表,它能有效展示數據分布和處理效應的顯著性。
library(ggplot2)
ggplot(data, aes(x = Treatment, y = Value)) +
geom_boxplot() +
labs(title = "Boxplot of Treatment Effects", x = "Treatment", y = "Value")
多重比較測試用于進一步分析不同處理組之間的差異。