区間推定を理解する-04_03

t分布を図示する

 

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
(0.01)

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.

 

 

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