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Mann–Whitney U 檢驗(秩和檢驗)

兩組資料不服從正態分佈、樣本又小,或者是評分、等級這類資料,就用 Mann–Whitney U 檢驗代替獨立樣本 t 檢驗。每組一列貼上進來,得到 U 值、p 值、中位數和平均秩;三組以上切到 Kruskal–Wallis。

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兩列,每組一列(行數可以不同)。第一行可以是組名。

U = 23

p 值 = 0.1359

差異不顯著(p ≥ 0.05)。

描述統計

組別n中位數平均秩
A91.6811.44
B91.077.56

檢驗統計量

統計量值
U23
W(秩和形式,同 R)58
z1.545
p 值0.1359
p 值演算法精確分佈
秩二列相關0.432
r = |z| / √N0.364
論文寫法U = 23.0, z = 1.55, p = .136, r = .36

結果與 R 的 wilcox.test()、kruskal.test()、friedman.test() 一致:兩組都少於 50 個且沒有相同值時用精確分佈,否則用正態近似。這些檢驗比較的是秩次,不是平均數。

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使用步驟

  1. 選「Mann–Whitney U」,兩組資料各一列貼上進來,第一行可以寫組名。
  2. 需要單側檢驗時,在「備擇假設」裡選第一列偏大或偏小。
  3. 看 p 值和兩組的中位數、平均秩,判斷哪組偏大。
  4. 三組或更多組時選「Kruskal–Wallis」,每組一列。

引數說明

U 和 W
U 是一組數比另一組數大的次數(相等算半次)。SPSS 報兩個 U 裡較小的那個,R 的 W 是第一組的 U。兩者都列出來,p 值一樣。
精確 p 和正態近似
兩組都少於 50 個、且沒有相同的數時,用精確分佈算 p;否則用正態近似,並做結校正和連續性校正,與 R 的 wilcox.test() 預設一致。
效應量
r = |z| ÷ √N,0.1、0.3、0.5 大致對應小、中、大效應;秩二列相關在 −1 到 1 之間,正數表示第一組偏大。

示例

預設兩組各 9 個數:

組別 n 中位數 平均秩
A 9 1.68 11.44
B 9 1.07 7.56

U = 23(R 的 W = 58),z = 1.55,兩組都少於 50 且沒有相同的數,用精確分佈,雙側 p = 0.136,差異不顯著。r = 0.36。如果事先就預期 A 組偏大,選單側「第一列偏大」,p = 0.068,仍不顯著。

論文寫法:U = 23.0, z = 1.55, p = .136, r = .36。

什麼時候用秩和檢驗,什麼時候用 t 檢驗

情況 用
兩組獨立,資料大致正態 獨立樣本 t 檢驗
兩組獨立,樣本小且偏態,或是等級、評分(如滿意度 1–5 分) Mann–Whitney U
同一批人前後測兩次 配對 t 檢驗或 Wilcoxon 符號秩檢驗
三組以上,資料大致正態 單因素方差分析
三組以上,偏態或等級資料 Kruskal–Wallis H

秩和檢驗把所有資料合在一起從小到大排名次,再比較兩組的名次,所以不受極端值影響。代價是資料正態時,它比 t 檢驗略不容易檢出差異。

常見問題

Mann–Whitney U 檢驗和 Wilcoxon 秩和檢驗是一回事嗎?

是,只是統計量的寫法不同,p 值完全一樣。注意它和「Wilcoxon 符號秩檢驗」不同,後者用於配對資料。

它檢驗的是中位數嗎?

嚴格說檢驗的是一組的數值是否傾向於比另一組大。兩組分佈形狀相近時,可以解釋為中位數不同。

結果和 SPSS 不一樣?

SPSS 預設只給漸近 p 值(正態近似、不做連續性校正),樣本小時會和這裡的精確 p 略有差別。在 SPSS 裡勾選「精確」檢驗後結果一致。

Kruskal–Wallis 顯著後怎麼做兩兩比較?

兩兩做 Mann–Whitney 檢驗,再用 Bonferroni 等方法校正 p 值,例如三組比較 3 次,就把每個 p 乘以 3。

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