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司徒頓 t 分布

t 分布像常態分布一樣呈鐘形,但尾部更厚。當樣本數較小或 σ 未知時,用於對平均數的推論。

司徒頓 t 分布是一種連續機率分布,外型類似常態分布——鐘形、對稱——但尾部更厚。它取決於一個稱為**自由度(df)**的參數。

使用時機:對母體平均數進行推論,且 (1) 母體標準差 σ\sigma 未知(以樣本的 ss 估計),且 (2) 樣本數 nn 較小時。

t 統計量t=xˉμ0s/nt = \frac{\bar{x} - \mu_0}{s/\sqrt{n}} 服從自由度為 n1n - 1 的 t 分布。

性質:當 dfdf \to \infty 時,t 分布收斂至標準常態分布 N(0,1)N(0, 1)。當 df<30df < 30 時,厚尾會顯著加寬信賴區間——這是不知道 σ\sigma 所付出的「代價」。

歷史:由威廉·戈塞特於健力士釀酒廠提出(因健力士禁止員工發表著作,故以筆名「Student」發表)。它是 t 檢定(單樣本、雙樣本、配對)以及變異數未知時平均數信賴區間的基礎。