霍特林統計量

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設X~Np(μ,∑),S~Wp(n,∑),且X與S相互獨立,n≥p,則稱統計量T=nX'SX的分布為非中心Hotelling T分布,記為T~T(p,n,μ)。當μ=0時,稱T服從(中心)Hotelling T分布,記為T(p,n),由於這一統計量的分布首先由Harold Hotelling提出來的,故稱Hotelling T分布,值得指出的是,我國著名統計學家許寶碌先生在1983年用不同方法也導出T分布的密度函式。

基本信息

基本概念

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設 是獨立的 隨機向量, 分別為來自 的樣本均值與樣本協差陣,則有以下定義。

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定義1

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稱為Hotelling的T統計量,m,n為自由度, 為總體均值,當 =0時,T統計量常簡記為T(m,n),它的分布稱為T分布,記作:T~T(m,n)。

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T統計量是Hotelling於1931年首先提出的,它是一元統計分析中t統計量在多元分析中的直接推廣,因為當m=1時,T²就是通常用來檢驗是否均值 =0的t統計量的平方。一般情況下。顯然T²≥0,且如果 =0。則 應該接近0,於是T²也應接近0,因此,如果T²的觀測值足夠大,則可認為有理由拒 絕零假設H: =0。在一元統計分析中,t分布已有專門的t分布表可查,對於t分布在多元統計分析中的推廣的T²分布也有專門的T²(m,n)分布表可查。

相關結論

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定理1 設 與S為來自 的容量為N=n+1的樣本均值與樣本協差陣,(其中n≥m),令 ,則

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為 ,即具有自由度m與n-m+1的參數為 的非中心F分布。當 =0時,則 =0,這時就成為中心F分布 。

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證明 因為 與S相互獨立, 為 ,且 ,於是

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由相關定理知

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且與 相互獨立。又因 ~ , 由相關定理知,

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因此

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其中分子與分母是相互獨立的,將分子分母分別用它們對應的自由度除之,並根據非中心F分布定義,有

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證畢。

這個定理的最大優點是它 把T統計量化成為F分布

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這裡關於T分布的推導是由Wijsman 1957年給出的。注意,當 =0時,T簡記作T(m,n),此時(n一m+1)T/nm的分布為中心 分布。

因此,檢驗

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零假設H: =0;備擇假設H: ≠0時,在水平α下,如果

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則拒絕H,接受H。其中 表示 分布的上100α%位點。

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