2元配置モデルにおける効果の検定
今回関心のある仮説は次の3つである。
要因$ Aの主効果に関する仮説
$ \tag{1} H_0: \alpha_1 = \alpha_2 = ... = \alpha_J = 0
$ H_1: 少なくとも一つの \alpha_j は0ではない
要因$ Bの主効果に関する仮説
$ \tag{2} H_0: \beta_1 = \beta_2 = ... = \beta_K = 0
$ H_1: 少なくとも一つの\beta_kは0ではない
交互作用効果に関する仮説
$ \tag{3} H_0: (\alpha\beta)_{11} = (\alpha\beta)_{12} = ... = (\alpha\beta)_{JK} = 0
$ H_1: 少なくとも一つの(\alpha\beta)_{jk}は0ではない
そのために、主効果と交互作用効果に関する統計量を定義する。
$ \bar{y}_{j.} = \frac{1}{K}\sum_{k=1}^K\bar{y}_{jk}
$ \bar{y}_{.k}=\frac{1}{J}\sum_{j=1}^J\bar{y}_{jk}
$ \hat{\alpha}_j = \bar{y}_{j.} - \bar{y}
$ \hat{\beta}_k = \bar{y}_{.k}- \bar{y}
$ \hat{(\alpha\beta)}_{jk} = \bar{y}_{jk} - \bar{y}_{j.} - \bar{y}_{k.} + \bar{y}
検定統計量を以下のようにおくと、それぞれはF分布に従う。 $ F_A = \frac{SS_A/(J-1)}{SS_W/JK(r-1)}
$ F_B = \frac{SS_B/(K-1)}{SS_W/JK(r-1)}
$ F_{AB} = \frac{SS_{AB}/(J-1)(K-1)}{SS_W/JK(r-1)}
検定統計量$ F_Aは (1) が正しい時に自由度$ (J-1, JK(r-1))の$ F分布に従う。
検定統計量$ F_Bは (2) が正しい時に自由度$ (K-1, JK(r-1))の$ F分布に従う。
検定統計量$ F_{AB}は (3) が正しい時に自由度$ ((J-1)(K-1), JK(r-1))の$ F分布に従う。
したがって、それぞれの検定では1元配置モデルと同様に、F検定統計量の値がF分布から定まる臨界地を超えたときに$ H_0を棄却すれば良い。
参考:入門統計解析 p320