自由度(记作v)泛指事物在N度空间中能自由活动的度数。如鱼在水中可上下、左右、前后自由游动,因此鱼在三度空间游动有三个自由度。如增加一个限制条件:“只能在水面游动”,那么鱼就失去了上下游动的自由,只有二个自由度了。在数学中,自由度指能自由取值的变量个数,如在X+Y=5中,只有一个变量能自由取值,这时v=1。在数理统计中,自由度指计算某一统计量时,取值不受限制的变量个数。计算自由度的一般公式为
v=n-k,
式中n为样本(可看成由n个变量的取值所组成) 含量;k为这n个变量中被限制的条件数,即被限制的变量个数,或计算某一统计量时需用到其他独立统计量的个数。现举几个常用统计量的自由度之算法说明如下:
统计量 | 用到其他独立 | 自由度计算式 |
方差(无偏估计),s2 | 1个,即 | n-1 |
两样本均数差的标准 | 2个,即 | n1+n2-2 |
直线回归的剩余标准 | 2个,即 | n-2 |
两样本回归系数差的 | 4个,即 | n-4 |
单因素k个样本均数 | k个,即1,2,…,K | n-k |
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