卡方统计量的构造原理是通过比较观测频数与期望频数的差异,量化分类变量间的偏离程度,其核心公式为χ²=∑(O-E)²/E,其中O为观测值,E为期望值。
-
基本思想
卡方统计量基于“实际数据与理论假设的吻合度”设计,通过平方标准化处理消除正负偏差的影响,最终累加所有类别的差异值,形成整体性评估指标。 -
公式分解
- 分子部分(O-E)²:计算每个分类单元的观测值与理论值的绝对差异,平方后避免正负抵消。
- 分母部分E:对差异进行标准化,消除期望频数大小对结果的影响,确保不同单元贡献可比。
-
应用场景
适用于检验分类数据的独立性(如列联表分析)或拟合优度(如分布检验),例如医学研究中药物疗效与病患分组的关联性验证。 -
统计推断
卡方值越大,表明观测与期望差异越显著。通过与卡方分布临界值对比,可判断是否拒绝原假设(如变量无关或分布符合预期)。
卡方统计量以简洁的数学形式捕捉数据偏离,成为非参数检验的重要工具,但需注意样本量充足且期望频数不宜过小(通常≥5)以保证有效性。