公開日: 09/19/2023

独立二標本平均の同等性の検出力

「独立二標本同等性の検出力エクスプローラ」では、独立な2つの標本の平均の同等性に対する仮説検定での標本サイズや検出力を計算できます。「独立二標本同等性の検出力エクスプローラ」を起動するには、[実験計画(DOE)]>[標本サイズエクスプローラ]>[検出力]>[独立二標本平均の同等性の検出力]を選択します。 ばらつき・標本サイズ・検出力・有意水準・同等性のマージンにおけるトレードオフの関係を調べることができます。ここでの仮説検定は、次のような帰無仮説に対するものです。

ここに式を表示 もしくは ここに式を表示

対立仮説:

ここに式を表示

上の式で、m1およびm2は、各群における真の母平均です。(dm, dM)は、同等性の範囲です。有意水準と検出力が一定ならば、より狭いマージンでの同等性を主張したいほど、より大きい標本サイズが必要になります。母集団が正規分布に従っていることが計算の前提です。

「独立二標本同等性の検出力エクスプローラ」の設定

ラジオボタン・テキストボックス・メニューによって、実験や調査の仮定(仮説検定に用いる前提)を設定します。それらの設定を変更すると、プロファイルが更新されます。プロファイル上で十字をドラッグすることでも、設定を変更できます。

検定の種類

検定を指定するためのオプション。

同等性

二標本平均に対する同等性検定の標本サイズや検出力を計算します。

優越性

二標本平均に対する同等性検定の標本サイズや検出力を計算します。

非劣性

二標本平均に対する同等性検定の標本サイズや検出力を計算します。

上側マージン

同等性とみなす範囲における上限値を指定します。この上限値を上回る平均差は、実質的に差があるとみなします。

下側マージン

同等性とみなす範囲における下限値を指定します。この下限値を下回る平均差は、実質的に差があるとみなします。

上下対称なマージンを使用

上下対称なマージンを使用する場合に選択します。両方のマージンに負の値が入力されている場合、上側マージンが、下側マージンの符号をプラスに変えた値に変更されます。両方のマージンに正の値が入力されている場合、下側マージンが、上側マージンの符号をマイナスに変えた値に変更されます。両方のマージンがゼロのいずれかの側にある場合、大きい方のマージンの絶対値が上側マージンとなり、その符号をマイナスに変えた値が下側マージンとなります。

メモ: 通常、同等性の範囲は対称ですが、必ずしも対称である必要はありません。

設定

アルファ

第1種の誤りの確率(帰無仮説が正しい場合に、その帰無仮説を誤って棄却する確率)です。この値は、一般には、「有意水準」や「α水準」などと呼ばれています。デフォルトの有意水準は0.05です。

母標準偏差

検定において、母標準偏差を既知とした検定を用いるか、母標準偏差を未知とした検定を用いるかを指定します。

Yes

このオプションを選択すると、母標準偏差を既知とした検定の標本サイズや検出力が計算されます。この場合、計算にはz分布が使われます。

許可しない

このオプションを選択すると、母標準偏差を既知とした検定の標本サイズや検出力が計算されます。この場合、計算にはt分布が使われます。

「独立二標本同等性の検出力エクスプローラ」のプロファイル

プロファイルは、標本サイズが検出力の計算にどのような影響を与えるかを示します。

全体の標本サイズ

実験に必要な全体の標本サイズ(実験回数・実験ユニット数・試料の個数・観測数など)。全体の標本サイズを固定するには、[ロック]を選択します。

解を求めたい対象:

ここでは何を求めたいかを指定します。標本サイズ、検出したい差、母標準偏差のいずれかを選択してください。

検出力

帰無仮説が正しくないときに、その帰無仮説を正しく棄却できる確率。その他の設定が同じである場合、標本サイズが大きくなるほど、検出力は増加します。

群1の標本サイズ

実験や調査において群1で必要な標本サイズ(実験回数・実験ユニット数・試料の個数・観測数など)。

群2の標本サイズ

実験において群2で必要な標本サイズ(実験回数・実験ユニット数・試料の個数・観測数など)。

検出したい差

対立仮説における母平均の差。統計的検定によって検出したい平均差。

群1の標準偏差(s1

1番目のグループの母標準偏差(群1に対して想定される母標準偏偏差)。この母標準偏差に指定する値としては、これまでに行った、大規模な類似の実験や調査から計算されたRMSE(平均2乗誤差の平方根)を用いることが考えられます。

群2の標準偏差(s2

2番目のグループの母標準偏差(群2に対して想定される母標準偏偏差)この母標準偏差に指定する値としては、これまでに行った、大規模な類似の実験や調査から計算されたRMSE(平均2乗誤差の平方根)を用いることが考えられます。

メモ: 全体の標本サイズがロックされていない限り、一方の群の標本サイズを変更すると全体の標本サイズも変化します。全体の標本サイズがロックされている場合、一方の群の標本サイズを変更すると他方の群の標本サイズも変化します。群の標本サイズを指定するには、テキストボックスを使います。

「独立二標本同等性の検出力エクスプローラ」のオプション

「エクスプローラ」の赤い三角ボタンのメニューとレポートのボタンを使って、以下のオプションが使用できます。

シミュレーションデータ

データテーブルが開き、エクスプローラでの設定に基づいてシミュレートしたデータが表示されます。応答列の計算式は、乱数を生成するための計算式となっており、指定された設定に対応したものになっています。

収集用データテーブルの作成

データの収集に使える新しいデータテーブルが作成されます。データテーブルには、データを分析するためのスクリプトも含まれています。

設定の保存

現在の設定が「設定の保存」の表に保存されます。複数の異なる計画を保存して、比較することができます。「標本サイズエクスプローラの「設定の保存」」を参照してください。

ヘルプ

JMPヘルプを開きます。

「独立二標本同等性の検出力エクスプローラ」の統計的詳細

2標本平均に対する同等性検定の検出力の計算については、Chow et al.(2008)を参照してください。

s1およびs2が未知の場合、検出力(1-b)は次のように計算されます。

ここに式を表示

ここで

ここに式を表示

aは、有意水準。

n1およびn2は、各群の標本サイズ。

s1およびs2は、帰無仮説における各群の母標準偏差。

dは、対立仮説での差(検出したい母平均の差)。

(dm, dM)は、同等性の範囲。

t1-α,ν,は、自由度nt分布の(1 - a)分位点、

T(t; n, l)は、自由度nで非心パラメータlを持つ非心t分布の累積分布関数。

sが既知の場合、検出力(1-b)は次のように求められます。

ここに式を表示

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