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公式

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結果

自由度
9
df
標本サイズ n / n1 10
2つ目の標本サイズ n2 12

自由度とは?

自由度(df:degrees of freedom)とは、統計計算の中で自由に値を取れる独立した数値の個数を表します。仮説検定では、この自由度によって、t分布表(あるいはカイ二乗分布・F分布表)のどの行を参照して臨界値やp値を求めるかが決まります。本ツールでは、最もよく使われる2つのケース、すなわち「1標本のt検定」と「等分散を仮定した2標本(独立)のt検定」に対応しています。

固定された平均によって1つの値が制約され、残りは自由に変化するデータ点を示す図
自由度:平均が決まると、1つを除くすべての値が自由に変化できる。

このツールの使い方

まず検定の種類を選びます。1標本の検定では、標本サイズ \(n\) を入力してください。2標本の検定では、両方の標本サイズ \(n_1\) と \(n_2\) を入力します。すると、臨界値を調べる際に使うべき自由度が表示されます。

計算式の解説

1標本の場合は、パラメータを1つ(平均)推定するため、自由度が1つ失われます:

$$df = n - 1$$

2つの独立した標本の場合は、平均を2つ推定するため、自由度が2つ失われます:

$$df = n_1 + n_2 - 2$$

このプール分散の式は、2つの母集団の分散が等しいことを前提としています。

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2つの数式の場面を平面的な図で表示:1つの標本群と2つの標本群
1標本は \(df = n - 1\) を使い、2標本は推定する2つの平均のため2を引く。

計算例

たとえば、グループAに15個、グループBに18個の観測値があり、独立2標本のt検定を行うとします。このときの自由度は、

$$df = 15 + 18 - 2 = 31$$

となります。続いて、設定した有意水準において自由度31に対応するt臨界値を調べます。

よくある質問

なぜ1標本では1を引くのですか? 標本平均はデータから計算されるため、平均が固定されると、自由に変動できるのは \(n - 1\) 個の値だけになるからです。

2つの標本の分散が等しくない場合は? その場合はウェルチのt検定を使います。これは \(n_1 + n_2 - 2\) ではなく、より複雑な自由度の式(ウェルチ=サタースウェイトの式)を用います。

自由度は小数になることもありますか? ここで扱うプール分散および1標本のケースでは、自由度は常に整数です。小数の自由度が現れるのは、ウェルチの近似を使う場合のみです。

最終更新: