Rozkład F Snedecora

Rozkład F Snedecora
Gęstość prawdopodobieństwa
Ilustracja
Dystrybuanta
Ilustracja
Parametry

d 1 > 0 ,   d 2 > 0 {\displaystyle d_{1}>0,\ d_{2}>0} stopni swobody

Nośnik

x [ 0 ; + ) {\displaystyle x\in [0;+\infty )}

Gęstość prawdopodobieństwa

( d 1 x ) d 1 d 2 d 2 ( d 1 x + d 2 ) d 1 + d 2 x B ( d 1 2 , d 2 2 ) {\displaystyle {\frac {\sqrt {\frac {(d_{1}\,x)^{d_{1}}\,\,d_{2}^{d_{2}}}{(d_{1}\,x+d_{2})^{d_{1}+d_{2}}}}}{x\,\mathrm {B} \!\left({\frac {d_{1}}{2}},{\frac {d_{2}}{2}}\right)}}}

Dystrybuanta

I d 1 x d 1 x + d 2 ( d 1 / 2 , d 2 / 2 ) {\displaystyle I_{\frac {d_{1}x}{d_{1}x+d_{2}}}(d_{1}/2,d_{2}/2)}

Wartość oczekiwana (średnia)

d 2 d 2 2 {\displaystyle {\frac {d_{2}}{d_{2}-2}}}  dla  d 2 > 2 {\displaystyle {\text{ dla }}d_{2}>2}

Moda

d 1 2 d 1 d 2 d 2 + 2 {\displaystyle {\frac {d_{1}-2}{d_{1}}}\;{\frac {d_{2}}{d_{2}+2}}}  dla  d 1 > 2 {\displaystyle {\text{ dla }}d_{1}>2}

Wariancja

2 d 2 2 ( d 1 + d 2 2 ) d 1 ( d 2 2 ) 2 ( d 2 4 ) {\displaystyle {\frac {2\,d_{2}^{2}\,(d_{1}+d_{2}-2)}{d_{1}(d_{2}-2)^{2}(d_{2}-4)}}}  dla  d 2 > 4 {\displaystyle {\text{ dla }}d_{2}>4}

Współczynnik skośności

( 2 d 1 + d 2 2 ) 8 ( d 2 4 ) ( d 2 6 ) d 1 ( d 1 + d 2 2 ) {\displaystyle {\frac {(2d_{1}+d_{2}-2){\sqrt {8(d_{2}-4)}}}{(d_{2}-6){\sqrt {d_{1}(d_{1}+d_{2}-2)}}}}}
for d 2 > 6 {\displaystyle d_{2}>6}

Kurtoza

12 ( 20 d 2 8 d 2 2 + d 2 3 + 44 d 1 32 d 1 d 2 d 1 ( d 2 6 ) ( d 2 8 ) ( d 1 + d 2 2 ) + {\displaystyle {\tfrac {12(20d_{2}-8d_{2}^{2}+d_{2}^{3}+44d_{1}-32d_{1}d_{2}}{d_{1}(d_{2}-6)(d_{2}-8)(d_{1}+d_{2}-2)}}+}
+ 5 d 2 2 d 1 22 d 1 2 + 5 d 2 d 1 2 16 ) d 1 ( d 2 6 ) ( d 2 8 ) ( d 1 + d 2 2 ) . {\displaystyle +{\tfrac {5d_{2}^{2}d_{1}-22d_{1}^{2}+5d_{2}d_{1}^{2}-16)}{d_{1}(d_{2}-6)(d_{2}-8)(d_{1}+d_{2}-2)}}.}

Odkrywca

Ronald Fisher, George W. Snedecor

Zobacz w Wikiźródłach tablicę kwantyli rozkładu F Snedecora

Rozkład F Snedecora, rozkład F[1], rozkład Fishera-Snedecora[2]rozkład prawdopodobieństwa ciągłej zmiennej losowej, wykorzystywany między innymi w testach statystycznych, na przykład w analizie wariancji.

Definicja

Jeżeli niezależne zmienne losowe S 1 {\displaystyle S_{1}} i S 2 {\displaystyle S_{2}} mają rozkłady chi-kwadrat o odpowiednio d 1 {\displaystyle d_{1}} i d 2 {\displaystyle d_{2}} stopniach swobody: S 1 χ d 1 2   {\displaystyle S_{1}\sim \chi _{d_{1}}^{2}\ {}} i   S 2 χ d 2 2 , {\displaystyle {}\ S_{2}\sim \chi _{d_{2}}^{2},} to zmienna losowa X = S 1 / d 1 S 2 / d 2 {\textstyle X={\frac {S_{1}/d_{1}}{S_{2}/d_{2}}}} ma rozkład F o d 1 , {\displaystyle d_{1},} d 2 {\displaystyle d_{2}} stopniach swobody, co zapisujemy:

X = S 1 / d 1 S 2 / d 2 F d 1 , d 2 . {\displaystyle X={\frac {S_{1}/d_{1}}{S_{2}/d_{2}}}\sim F_{d_{1},d_{2}}.}

Funkcja gęstości prawdopodobieństwa zmiennej X {\displaystyle X} jest dana wzorem[3]:

f d 1 , d 2 ( x ) = ( d 1 x ) d 1 d 2 d 2 ( d 1 x + d 2 ) d 1 + d 2 x B ( d 1 2 , d 2 2 ) = 1 B ( d 1 2 , d 2 2 ) ( d 1 d 2 ) d 1 2 x d 1 2 1 ( 1 + d 1 d 2 x ) d 1 + d 2 2 {\displaystyle {\begin{aligned}f_{d_{1},d_{2}}(x)&={\frac {\sqrt {\frac {(d_{1}x)^{d_{1}}\,\,d_{2}^{d_{2}}}{(d_{1}x+d_{2})^{d_{1}+d_{2}}}}}{x\operatorname {B} \left({\frac {d_{1}}{2}},{\frac {d_{2}}{2}}\right)}}\\[5pt]&={\frac {1}{\operatorname {B} \left({\frac {d_{1}}{2}},{\frac {d_{2}}{2}}\right)}}\left({\frac {d_{1}}{d_{2}}}\right)^{\frac {d_{1}}{2}}x^{{\frac {d_{1}}{2}}-1}\left(1+{\frac {d_{1}}{d_{2}}}\,x\right)^{-{\frac {d_{1}+d_{2}}{2}}}\end{aligned}}}

dla x > 0 , {\displaystyle x>0,} gdzie B {\displaystyle \mathrm {B} } to funkcja beta.

Dystrybuanta dana jest wzorem:

F d 1 , d 2 ( x ) = I d 1 x / ( d 1 x + d 2 ) ( d 1 2 , d 2 2 ) , {\displaystyle F_{d_{1},d_{2}}(x)=I_{d_{1}x/(d_{1}x+d_{2})}\left({\tfrac {d_{1}}{2}},{\tfrac {d_{2}}{2}}\right),}

gdzie I {\displaystyle I} to regularyzowana niekompletna funkcja beta.

Historia i nazwa

W 1924 roku Ronald Fisher stworzył tablice dla rozkładu, który oznaczył literą Z = ln ( F / 2 ) , {\displaystyle Z=\ln(F/2),} zaś w 1934 roku George Snedecor w hołdzie Fisherowi nadał rozkładowi S 1 / d 1 S 2 / d 2 {\displaystyle \textstyle {\frac {S_{1}/d_{1}}{S_{2}/d_{2}}}} nazwę F i stablicował go[1].

Przypisy

  1. a b AnnaA. Baranowska AnnaA., Elementy statystyki dla studentów uczelni medycznych: nowoczesne ujęcie z opisem obliczeń w programach Excel, R i Statistica, Wydanie drugie poprawione, Wrocław: Oficyna Wydawnicza GiS, 2022, s. 108, ISBN 978-83-67234-02-3 [dostęp 2024-02-19] .
  2. AndrzejA. Balicki AndrzejA., WiesławaW. Makać WiesławaW., Metody wnioskowania statystycznego, Wydawnictwo Uniwersytetu Gdańskiego, 1997, s. 99, ISBN 83-7326-056-0 .
  3. KalimuthuK. Krishnamoorthy KalimuthuK., Handbook of statistical distributions with applications, Second edition, A Chapman & Hall book, Boca Raton London New York: CRC Press, Taylor & Francis Group, 2016, s. 189, ISBN 978-1-4987-4149-1 [dostęp 2024-02-19] .