Lexikon der Mathematik: χ2-Homogenitätstest
ein Signifikanztest zum Prüfen der Hypothese, ob zwei oder mehr als zwei Stichproben aus der gleichen Grundgesamtheit stammen oder nicht.
Es seien X1,…,Xkk unabhängige diskrete Zufallsgrößen, die die Werte a1,…,am mit den Wahrscheinlichkeiten
\begin{eqnarray}{p}_{ij}=P({X}_{i}={a}_{j})\end{eqnarray}
\begin{eqnarray}\displaystyle \sum _{j=1}^{m}{p}_{ij}=1\end{eqnarray}
für i = 1,…,k. Die zu prüfende Hypothese lautet dann:\begin{eqnarray}H:{p}_{ij}={p}_{j}\,\text{für}\,\text{alle}\,i=1,\ldots, k\,\text{und}\,j=1,\ldots, m\end{eqnarray}
(d. h., alleXi sind identisch verteilt).Zur Berechnung der Testgröße T für diesen Test wird von jedem Xi eine Stichprobe nicht notwendigerweise gleichen Stichprobenumfangs ni aufgestellt.
Sei Hij die beobachtete absolute Anzahl der Stichprobenwerte von Xi, die gleich dem Wert aj sind. Die verwendete Testgröße ist die gleiche wie im χ2-Unabhängigkeitstest
\begin{eqnarray}T=\displaystyle \sum _{j=1}^{m}\displaystyle \sum _{i=1}^{k}\frac{{({H}_{ij}-{H}_{ij}^{E})}^{2}}{{H}_{ij}^{E}},\end{eqnarray}
wobei\begin{eqnarray}{H}_{ij}^{E}=\frac{{H}_{i.}{H}_{.j}}{n}\end{eqnarray}
mit\begin{eqnarray}{H}_{i.}=\displaystyle \sum _{j=1}^{m}{H}_{ij},{H}_{.j}=\displaystyle \sum _{i=1}^{k}{H}_{ij},n=\displaystyle \sum _{i=1}^{k}{n}_{i},\end{eqnarray}
Die Testgröße T besitzt unter der Hypothese H asymptotisch für n → ∞ eine χ2-Verteilung mit (m − 1)(k − 1) Freiheitsgraden. Sie wird mit dem kritischen Wert
\begin{eqnarray}\varepsilon ={\chi }^{2}(1-\alpha; m-1,k-1)\end{eqnarray}
verglichen, wobei χ2(1 − α; m − 1, k − 1) das (1 − α)-Quantil der χ2-Verteilung mit (m − 1)(k − 1) Freiheitsgraden ist.α mit 0 < α< 1 ist eine vorgegebene Zahl. In der Regel wird α = 0.01 oder α = 0.05 gewählt. Ist T< ϵ, wird die Hypothese H angenommen, andern-falls wird sie abgelehnt.
Dieser Test besitzt asymptotisch für n → ∞ den Fehler erster Art α.
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