化学分析中的统计学

F 检验

/ EFF-test /

假设两块飞镖靶的平均命中点一样,但你怀疑某位选手投得比另一位更散。要比较的不是飞镖落在哪里,而是它们散得有多开,这就需要一件不同于 t 检验的工具。F 检验正是这件工具:它比较的是两组测量的离散程度,而非它们的平均值。

F 检验的做法,是取两个方差——也就是标准偏差的平方——之比,把较大的那个放在分子上。如果两个方法精密度相当,这个叫 F 的比值就在 1 附近徘徊;如果某个方法明显更吵闹,F 就会变大,一旦越过由显著性水平和自由度定下的临界值,你就判定两者精密度确实不同。

它之所以重要,是因为化学家常需知道一个更便宜、更快的新方法是否和旧方法一样可重复;也因为用来比较平均值的 t 检验,暗暗假定两组离散程度相近——F 检验正是先去检验这个假定的工具。但要提醒:和 t 检验一样,它依赖数据大致服从高斯分布,并且对离群值敏感。

旧方法给出标准偏差 0.10%,新方法 0.18%。平方后相除得 F 约为 3.2;把它与临界 F 相比,便可判定新方法的精密度是否显著偏低。

通过两个方法的方差比,比较它们的精密度。

F 检验比的是离散(方差),t 检验比的是中心(平均值)。两者常成对使用:先做 F 检验,看方差能否当作相等,再选用合适形式的 t 检验。

又称
variance-ratio testF 检定F 檢定方差比检验