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과학

스튜던트화 범위 분포

스튜던트화 범위 분포과학
영문명
Studentized range distribution
주요 모수
범위에 포함한 수 k와 자유도 ν
기본 통계량
정규 표본 범위 R을 척도 s로 나눈 R/s
범위
비음수
스튜던트화 범위 분포는 독립 표준정규 표본의 최댓값과 최솟값 차이를 독립적인 척도 추정량으로 나눈 값의 분포다. 비교하는 표본 수와 척도 추정의 자유도를 함께 사용한다.

분자와 분모의 구성

서로 독립인 표준정규 값 k개의 범위를 R이라고 하자. 이들과 독립인 양의 s가 νs²의 카이제곱 분포 조건을 만족할 때 Q=R/s는 스튜던트화 범위 분포를 따른다. 아무 자료에서 범위를 같은 자료의 표준편차로 나눈 값이 자동으로 이 분포를 따르는 것은 아니다. 분모의 분포와 독립 조건이 정의에 포함된다.

범위와 척도를 계산하는 예

표준정규 표본의 한 관측 결과가 −1,0,2라면 범위는 3이다. 별도로 얻은 독립 척도값이 s=1.5라면 Q=2다. 최대값 2를 그대로 분자로 쓰거나 평균에서의 최대 편차만 쓰면 다른 통계량이 된다. 이 수치 계산 하나는 예시이며 실제 자료가 정의의 확률적 조건을 충족하는지는 별도로 판단해야 한다.

표본 수가 두 개일 때

k=2이면 R=|Z_1−Z_2|다. 독립 표준정규 두 값의 차이를 √2로 나누면 표준정규이므로, 같은 독립 척도 s를 사용한 Q는 √2|T|와 연결된다. T는 자유도 ν의 t 변수다. Q 자체를 부호 있는 t 값과 동일하게 다루면 범위와 배율이 모두 달라진다.

여러 비교에서의 해석

더 많은 값 중 최댓값과 최솟값을 고르면 범위의 분포도 달라지므로 k를 빼고 자유도만으로 임계값을 정할 수 없다. 이 분포는 여러 평균의 차이를 함께 다루는 절차와 관련되지만, 실제 검정에서 쓰는 분모는 설계와 표본 수에 맞춰 정의해야 한다. 계산한 누적확률이나 꼬리확률은 가정 아래의 통계량 확률이지 가설 자체가 참일 확률은 아니다.

관련 문서

정규분포 / 카이제곱 분포 / 스튜던트 t 분포 / 가설검정 / 표준편차 / 다중검정