什么是临界 t 值?
临界 t 值(记作 t*)是学生 t 分布上的一个分界点,用来界定假设检验的拒绝域。如果你计算出的 t 统计量超过了这个临界值,就可以拒绝原假设(零假设)。临界值由两个因素决定:你选定的显著性水平(α)和自由度(df)。在单样本检验中,自由度等于样本量减 1。
如何使用本计算器
先填入显著性水平——常用取值为 0.05、0.01 或 0.10——再输入自由度。然后选择检验类型:双尾检验(检测两个方向上的差异)还是单尾检验(只检测单一方向)。计算器会返回临界 t 值,你只需将它与自己的检验统计量进行比较即可。
计算公式
对于双尾检验,临界值是 t 分布在概率 1 − α/2 处的反函数值:
$$t^{*} = t^{-1}\left(1 - \frac{\text{α}}{2},\ \text{df}\right)$$对于单尾检验,则改用 1 − α。由于 t 分布是对称的,双尾临界值通常写作 \(\pm t^{*}\)。本工具采用 Acklam 反正态近似算法,并结合 Cornish–Fisher 展开式来求得 t 分位数:
$$t_{\text{crit}} = z_{p} + \frac{g_1}{\nu} + \frac{g_2}{\nu^{2}} + \frac{g_3}{\nu^{3}} + \frac{g_4}{\nu^{4}}$$其中
$$\left\{ \begin{aligned} p &= 1 - \frac{\text{α}}{2} \\ \nu &= \text{df} \\ z_{p} &= \Phi^{-1}(p) \end{aligned} \right.$$计算实例
假设 \(\text{α} = 0.05\),\(\text{df} = 10\),进行双尾检验。此时累积概率为 \(1 - 0.05/2 = 0.975\)。查 t 分布的反函数可得 \(t^{*} \approx 2.228\)。也就是说,当你的检验统计量小于 \(-2.228\) 或大于 \(+2.228\) 时,就应当拒绝原假设。
常见问题
自由度该怎么取? 对于单样本 t 检验,\(\text{df} = n - 1\)。对于双样本检验,取值取决于实验设计,但常见的取法是 \(n_1 + n_2 - 2\)。
该用单尾还是双尾? 除非你的假设明确指定了方向(例如"大于"),否则一般使用双尾检验。双尾检验更为保守、稳健。
为什么自由度很大时 t* 会趋近 1.96? 随着自由度增大,t 分布会逐渐逼近标准正态分布。因此在 \(\text{α} = 0.05\) 下,双尾临界值会趋近于标准正态分布的 z 值 1.96。