Studentovo rozdělení
Author
Albert Floreshustoty pravděpodobnosti Studentova rozdělení pro různý počet stupňů volnosti Studentovo rozdělení (t-rozdělení) je rozdělení pravděpodobnosti, které je často využíváno ve statistice.
Etymologie
Studentovo rozdělení vymyslel anglický statistik William Sealy Gosset publikující pod pseudonymem Student.
Rozdělení pravděpodobnosti
Studentovo rozdělení o n stupních volnosti, které označujeme t(n), je rozdělení náhodné veličiny X = \frac{U}{\sqrt{\frac{V}{n}}}, kde U a V jsou vzájemně nezávislé náhodné veličiny, přičemž U má rozdělení \operatorname{N}(0,1) a V má rozdělení \chi^2(n).
Rozdělení t(n) má pro -\infty a n=1,2,3,... hustotu pravděpodobnosti :f(x) = \frac{\Gamma\left(\frac{n+1}{2}\right)}{\Gamma\left(\frac{n}{2}\right)\sqrt{\pi n}} {\left(1+\frac{x^2}{n}\right)}^{-\frac{n+1}{2}} kde \Gamma je gama funkce (zobecnění faktoriálu pro reálná čísla).
Charakteristiky rozdělení
Střední hodnota rozdělení t(n) je :\operatorname{E}(X)=0 pro n>1.
Rozdělení t(n) má rozptyl :\sigma^2(X) = \frac{n}{n-2} pro n>2.
Tabulka některých kvantilů pro některé počty stupňů volnosti:
počet stupňů volnosti N | q0,95 | q0,975 | q0,99 | q0,995 |
---|---|---|---|---|
1 | 6,31 | 12,71 | 31,82 | 63,66 |
2 | 2,92 | 4,30 | 6,97 | 9,93 |
3 | 2,35 | 3,18 | 4,54 | 5,84 |
4 | 2,13 | 2,78 | 3,75 | 4,60 |
5 | 2,02 | 2,57 | 3,37 | 4,03 |
10 | 1,81 | 2,23 | 2,76 | 3,17 |
15 | 1,75 | 2,13 | 2,60 | 2,95 |
20 | 1,73 | 2,09 | 2,53 | 2,85 |
30 | 1,70 | 2,04 | 2,46 | 2,75 |
50 | 1,68 | 2,01 | 2,40 | 2,68 |
Limita pro N rostoucí nade všechny meze | 1,65 | 1,96 | 2,33 | 2,58 |
Poznámka: protože t-rozdělení je symetrické, pro kvantily platí, že q_p = -q_{(1-p)}.
Poznámka: uvedené kvantily odpovídají kritickým hodnotám pro některé hladiny významnosti (používané například v t-testu), a to
* 95% kvantil - 10% hladina významnosti * 97,5% kvantil - 5% hladina významnosti * 99% kvantil - 2% hladina významnosti * 99,5% kvantil - 1% hladina významnosti
Vlastnosti
Pro hodnoty n>30 je rozdělení t velmi blízké normovanému normálnímu rozdělení.