平方根反正弦变换简称角变换。以百分数p代入式(1),即可算得p的平方根反正弦函数值y,称百分数的平方根反正弦变换。
当p从0%~100%时,y从0~90(角度,以下略去)。若以弧度表示,则y从0~1.57(即π/2)。表1是p与y的对照表(以角度表示),如p=10%,则表1左侧为“10”,上端为“0”的交叉处的18.43,即为相应的y值。此值亦可用带有反正弦函数运算的电子计算器直接算出。
表1 百分数p与对照表
p(%) | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
0 | 0 | 5.74 | 8.13 | 9.97 | 11.54 | 12.92 | 14.18 | 15.34 | 16.43 | 17.46 |
10 20 30 40 50 | 18.43 26.57 33.21 39.23 45.00 | 19.37 27.27 33.83 39.82 45.57 | 20.27 27.97 34.45 40.40 46.15 | 21.13 28.66 35.06 40.98 46.72 | 21.97 29.33 35.67 41.55 47.29 | 22.79 30.00 36.27 42.13 47.87 | 23.58 30.66 36.87 42.71 48.45 | 24.35 31.31 37.46 43.28 49.02 | 25.10 31.95 38.06 43.85 49.60 | 25.84 32.58 38.65 44.43 50.18 |
60 70 80 90 | 50.77 56.79 63.43 71.57 | 51.35 57.42 64.16 72.54 | 51.94 58.05 64.90 73.57 | 52.54 58.69 65.65 74.66 | 53.13 59.34 66.42 75.82 | 53.73 60.00 67.21 77.08 | 54.33 60.67 68.03 78.46 | 54.94 61.34 68.87 80.03 | 55.55 62.03 69.73 81.87 | 56.17 62.73 70.63 84.26 |
本表按式(1)算得。
M.S.Bartlett建议:当p=0%时,以1/4n取代式(1)
中的p;当p=100%时,取代式(1)中的p。F. J. Anscombe提出用下式作反正弦变换,适用于中等大小的样本含量。
式中n为样本含量,X为样本中某特征的阳性数。
样本百分数一般服从二项分布,当总体百分数不为50%,尤其在总体百分数较小(如小于30%)或较大(如大于70%)时的小样本,偏离正态更为明显。通过本变换后,变换值成为或接近正态分布,方差近似常数820.7/n(按角度)或1/4n (按弧度),达到方差齐性和具有可加性,故本法最适于各组百分数的极差相差悬殊时进行变换。通过本变换可进行下列分析:
(1)求总体百分数的可信区间。将样本p变换为y,按式(3)求可信区间:
式中n为样本含量,uα为标准正态离差,按可信度 (1-α)由u界值表查得,如求95%可信区间,取uα=1.96,求99%可信区间,取uα=2.58,余类推。按式(3)算出y的可信限后,可由表1反查出用百分数表示的可信区间。
(2)进行百分数p的均数之t检验或方差分析。将各样本p变换为y,然后以y进行t检验或方差分析,分析的结果可直接用于说明各样本所代表的总体,其百分数的均数间有无差别。
(3)作S形或反S形曲线的直线化(见条目“百分数的logit变换”)。
例1 某地检查40~70岁女子2136人,其中212人有冠心病,患病率9.925%,求95%可信区间。
按式(1): y==18.363 ;或查表1,按p的近似值10%,相应的y为18.43,相差甚微。按式(3):
y的95%可信区间: (18.363-1.96×0.61986,18.363+1.96×0.61986)=(17.15,19.58): 反查表1,得p的95%可信区间为(8.7%,11 2%),故冠心病患病率的95%可信区间为8.7%~11.2%。
例2 某地五个单位1952年6月至9月的疟疾发病率见表2左侧,欲进行方差分析,试先作平方根反正弦变换。
表2 五个单位职工的疟疾发病率及其平方根反正弦变换值
单 位 | 疟疾发病率p(%) | y=sin-1![]() | ||||||
6月 | 7月 | 8月 | 9月 | 6月 | 7月 | 8月 | 9月 | |
甲 乙 丙 丁 戊 | 4.88 5.74 4.78 5.61 4.01 | 3.57 6.54 5.65 6.57 3.01 | 4.50 4.60 5.02 6.19 2.55 | 3.52 3.26 3.55 3.92 1.71 | 12.8 13.9 12.6 13.7 11.6 | 10.9 14.8 13.8 14.8 10.0 | 12.2 12.4 12.9 14.4 9.2 | 10.8 10.4 10.9 11.4 7.5 |
将发病率p代入式(1)得y,如p=4 88%时,则余类推。亦可直接查p与
对照表(详表)得到。
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