t分布自体は,自由度n-1の場合,
\(\Large \displaystyle f(t) = \frac{ \Gamma (\frac{n}{2}) }{ \sqrt{(n-1) \pi} \ \Gamma ( \frac{n-1}{2})} \left( 1 + \frac{t^2}{n-1} \right)^{- \frac{n}{2}}\)
となります.
ややこしいのがガンマ関数ですが,幸いエクセルに実装されています(gamma()).
・グラフ化
グラフ化すると,

うーん,nの値を変えてみましたが,正直,そんなに変化がないような....
自由度を厳密に考えるより,より正確な実験結果を得るほうが....
正直,正規分布とほとんど似ている分布なので,その違いを見てみました.
n=6,の場合のt分布と正規分布(ピーク値を固定して偏差をソルバーで最適化)との違いは,

これまた,微妙な....正規分布で十分じゃない?なんて考えは,いけないのかもしれない...
・t分布との比較
実際にt分布の値との比較を行ってみましょう.
t分布表は色々なサイトにありますが,まずは,ここ,を使ってみます.
n=6(自由度5)の場合,ここ,を使ってみます.
片側5%,(0.95)の場合,0.95近辺は,
2.01 - 2.02
で0.95を超えます.
エクセルにおいては,
=T.INV(範囲,自由度) = =T.INV(0.95,6-1)
を計算すれば良く,結果は,2.015048...,となり,一致します.
エクセルにおいて,0.01,刻みでグラフ化し,-∞から累積していった場合も,2.02,で0.95を超えましたので,一致します.
しかし,これ以上刻み幅を小さくすると,エクセルではとても重くなるので,Labviewで計算してみると,
1E-5,刻みで,2.01505,となり,一致することがわかります.
両側の場合は,0.975で計算すれば良く
| n=5 | ||||
| t分布表 | エクセル計算 |
Labview計算 (1e-5) |
エクセル (T.INV) |
|
| 片側(0.95) | 2.01-2.02 | 2.02 | 2.01505 | 2.015048 |
| 両側(0.975) | 2.57-2.58 | 2.57 | 2.57058 | 2.570582 |
となりました.
・まとめ
グラフと数値との関係をまとめてみました.
エクセルには色々な関数が合って便利なのですが,なかなか使い方が難しい.
個別の説明は,別の場所,にまとめましたが,全体をまとめた図にしてみました.

次は,カイ二乗分布,です.