比率の差の検定 prop.test

*機能

(1) 複数の母比率が等しいかどうか検定する。~
(2) 母比率がある値であるかどうか検定する。(一標本とは限らない)

*使用法

 prop.test(x, n, p = NULL, alternative = c("two.sided", "less", "greater"), conf.level = 0.95, correct = TRUE)

*引数

 x		注目している特性を持つものの数(成功数)を表すベクトルか,
 		特性を持っているもの持っていないものの数を表す2列の行列
 n		各群の標本の大きさを表すベクトル(x が行列のときには無視される)
 p		母比率と等しいかどうか比べられる特定の値(成功比率)
 		一標本のときのデフォルトは 0.5
 		複数標本の場合に p を与えるときには,
 		p の要素数は群の数と同じでなくてはならない(群毎に指定するということ)
 alternative	対立仮説の種類 "two.sided", "less", "greater" のいずれか
 		最初の1文字だけでもよい
 		両側検定なら "two.sided"(デフォルト)
 		片側検定なら "less" または "greater"
 		指定できるのは,一標本の場合と,二標本で p を指定しない場合のみ
 		三標本以上の場合はデフォルトの両側検定のみ
 conf.level	信頼率
 		デフォルトは 0.95
 		指定できるのは,一標本の場合と二標本の場合のみ
 correct	イエーツの補正をしないときには FALSE を指定する
 		デフォルトは TRUE

*戻り値

**関数への入力

 $ null.value : 引数で指定された p の値
 $ alternarive: 対立仮説の種類

**関数からの出力
 $ statistic  : カイ二乗統計量
 $ parameter  : カイ二乗分布の自由度
 $ p.value    : P 値
 $ estimate   : 標本比率
 $ conf.int   : 一標本の場合,二標本で p が指定されない比率の差の検定
 $ method     : 検定の種別
 $ data.name  : データの記述

*例1 一標本の場合(母比率の検定)

成功確率 0.5 で,50 施行中 35 回成功した場合の検定。

 > prop.test(35, 50, p=0.5)	# 正規近似によるので,お勧めではない。常に binom.test を使うべし。
 				# p=0.5 はデフォルトなので指定しなくても同じ
 	1-sample proportions test with continuity correction
 
 data:  35 out of 50, null probability 0.5 
 X-squared = 7.22, df = 1, p-value = 0.00721
 alternative hypothesis: true p is not equal to 0.5 
 95 percent confidence interval:
  0.5521660 0.8171438 
 sample estimates:
   p 
 0.7 
 
 > binom.test(35, 50, p=0.5)	# 同じことを binom.test でやった場合(こちらが正確)
 
 	Exact binomial test
 
 data:  35 and 50 
 number of successes = 35, number of trials = 50, p-value = 0.0066
 alternative hypothesis: true probability of success is not equal to 0.5 
 95 percent confidence interval:
  0.5539177 0.8213822 
 sample estimates:
 probability of success 
                    0.7 

*例2 複数標本で母比率を指定したとき

成功数の期待値を p,失敗数の期待値を 1-p から求め,後は普通のカイ二乗検定と同じように検定を進めるものである。

 > prop.test(c(35,30,32), c(50,60,65), p=c(0.5, 0.4, 0.6))
 
 	3-sample test for given proportions without continuity correction
 
 data:  c(35, 30, 32) out of c(50, 60, 65), null probabilities c(0.5, 0.4, 0.6) 
 X-squared = 13.641, df = 3, p-value = 0.003437
 alternative hypothesis: two.sided 
 null values:
 prop 1 prop 2 prop 3 
    0.5    0.4    0.6 
 sample estimates:
    prop 1    prop 2    prop 3 
 0.7000000 0.5000000 0.4923077 

*例3 二標本の場合(比率の差の検定)

イエーツの補正がデフォルト,片側検定も行える,比率の差の信頼区間も求められる
 以下のような2×2分割表にまとめられるデータの検定を行う
       群A  群B 合計
 成功   35   30   65
 失敗   15   30   45
 合計   50   60  110

 > prop.test(c(35,30), c(50,60))		# 各群の成功数と標本サイズを入力するとき
 
 	2-sample test for equality of proportions with continuity correction
 
 data:  c(35, 30) out of c(50, 60) 
 X-squared = 3.7234, df = 1, p-value = 0.05366
 alternative hypothesis: two.sided 
 95 percent confidence interval:
  0.002389771 0.397610229 
 sample estimates:
 prop 1 prop 2 
    0.7    0.5 
 
 > prop.test(matrix(c(35, 30, 15, 30), 2,2))	# 成功数の列と失敗数の列からなる行列を入力するとき
 
 	2-sample test for equality of proportions with continuity correction
 
 data:  matrix(c(35, 30, 15, 30), 2, 2) 
 X-squared = 3.7234, df = 1, p-value = 0.05366	# 当然ながら上と同じ結果になる
 alternative hypothesis: two.sided 
 95 percent confidence interval:
  0.002389771 0.397610229 
 sample estimates:
 prop 1 prop 2 
    0.7    0.5 
 
 > chisq.test(matrix(c(35,15,30,30),2,2))	# 同じデータを chisq.test で検定しても(普通は)同じ結果になる
 
 	Pearson's Chi-squared test with Yates' continuity correction
 
 data:  matrix(c(35, 15, 30, 30), 2, 2) 
 X-squared = 3.7234, df = 1, p-value = 0.05366

*例4 複数の群の場合の比率の差の検定

 > prop.test(c(35,30,32), c(50,60,65))
 
 	3-sample test for equality of proportions without continuity correction # correct=FALSE を指定しても無視される
 
 data:  c(35, 30, 32) out of c(50, 60, 65) 
 X-squared = 6.0235, df = 2, p-value = 0.0492
 alternative hypothesis: two.sided # 常に両側検定になる
 sample estimates:
    prop 1    prop 2    prop 3 
 0.7000000 0.5000000 0.4923077


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