P_value_P值

它估计系数不显著的可能性,所以越小越好。- O’Reilly

P值是用来判定假设检验结果的一个参数,P值(P value)指当原假设为真时,比所得到的样本观察结果更极端的结果出现的概率。如果P值很小,说明原假设情况的发生的概率很小,而如果出现了,根据小概率原理,我们就有理由拒绝原假设,P值越小,我们拒绝原假设的理由越充分。总之,P值越小,表明结果越显著。 - 百度百科

<think>我们正在讨论的是scipy.stats.spearmanr函数返回的p_value。根据引用[4],我们知道这个函数用于计算两个变量的Spearman相关系数,它是一种非参数的相关系数,用于度量两个变量的单调关系。而p_value是假设检验的结果,用于判断相关系数的统计显著性。 具体来说: - 零假设(H0):两个变量之间没有单调关系(即总体Spearman相关系数为0)。 - 备择假设(H1):两个变量之间存在单调关系(总体Spearman相关系数不为0)。 p_value表示在零假设成立的情况下,观察到当前样本相关系数或更极端情况的概率。如果p_value小于预先设定的显著性水平(通常为0.05),则我们拒绝零假设,认为两个变量之间存在显著的单调关系;否则,我们不能拒绝零假设,即没有足够的证据表明两个变量之间存在单调关系。 在计算上,scipy.stats.spearmanr函数使用了一种近似方法(尤其是当样本量较大时)或者精确方法(当样本量较小时)来计算p_value。具体来说,它使用了以下两种方法之一: 1. 当样本量<=1000且没有结(即没有重复)时,使用精确分布。 2. 否则,使用大样本近似(基于t分布)。 统计量的计算公式大致为: $$ t = \rho \sqrt{\frac{n-2}{1-\rho^2}} $$ 其中$\rho$是样本Spearman相关系数,$n$是样本量。然后,p_value是根据自由度为$n-2$的t分布计算的双侧概率。 注意:当数据中存在结(相同)时,会使用调整后的公式,但p_value的计算原理类似。 因此,用户在使用时,可以这样解读: - p_value < 0.05:两个变量之间的Spearman相关系数在统计上是显著的(即我们有证据表明它们之间存在单调关系)。 - p_value >= 0.05:没有足够的证据表明两个变量之间存在单调关系(但并不代表完全没有关系)。 例如,在引用[2]中,我们看到了t检验的例子,其中p_value用于判断均是否有显著差异。类似地,在Spearman相关系数中,p_value也是用于判断相关系数是否显著不为0。 另外,引用[3]提到在使用spearmanr时可能会返回nans,这通常是由于数据问题(如所有相同)导致无法计算相关系数,此时p_value也会是nan。 总结:p_value是假设检验的结果,用于评估Spearman相关系数的统计显著性。</think>### `scipy.stats.spearmanr` 中 `p_value` 的含义详解 在 `corr, p_value = spearmanr(x, y)` 中,`p_value` 表示**相关系数统计显著性的概率**,用于判断两个变量之间的单调关系是否具有统计学意义[^4]。具体解释如下: #### 核心含义 1. **假设检验基础**: - **零假设 ($H_0$)**: 两个变量之间不存在单调关系(总体相关系数 $\rho = 0$) - **备择假设 ($H_1$)**: 两个变量之间存在单调关系($\rho \neq 0$) - `p_value` 表示在 $H_0$ 成立时,观察到当前样本相关系数或更极端情况的概率[^4] 2. **决策规则**: ```python if p_value < 0.05: # 常用显著性水平α=0.05 print("拒绝H0:相关性显著") else: print("无法拒绝H0:相关性不显著") ``` - $p < \alpha$ → 拒绝 $H_0$,认为相关性显著 - $p \geq \alpha$ → 无法拒绝 $H_0$,认为相关性不显著 #### 计算原理 1. **统计量构造**: $$ t = \rho \sqrt{\frac{n-2}{1-\rho^2}} $$ 其中 $\rho$ 是样本Spearman相关系数,$n$ 是样本量。该统计量服从**自由度为 $n-2$ 的t分布**[^4] 2. **p计算**: $$ p = 2 \times P(T \geq |t|) $$ 即t分布双侧尾部的累积概率(如图示): ```mermaid graph LR A[t分布曲线] --> B[左侧尾部] A --> C[右侧尾部] B --> D[|t|对应概率] C --> D D --> E[p_value = 2×尾部面积] ``` #### 实际示例 假设分析广告投入与销售额的关系: ```python from scipy.stats import spearmanr ad_cost = [10, 20, 30, 40, 50] # 广告投入(万) sales = [25, 45, 65, 80, 95] # 销售额(万) rho, p = spearmanr(ad_cost, sales) print(f"相关系数: {rho:.3f}, p: {p:.4f}") # 输出: 相关系数: 1.000, p: 0.0000 ``` - $\rho = 1.0$ 表示完全正相关 - $p < 0.05$ 表明相关性**统计显著**,非随机产生 #### 注意事项 1. **样本量影响**: - 小样本易产生高p(如 $n=5$ 时 $p>0.05$ 可能不显著) - 大样本易产生低p(即使 $\rho$ 很小也可能显著) 2. **与相关系数关系**: | 相关系数(ρ) | p | 实际意义 | |------------|----------|----------------------------| | 高 | 低 | 强且显著的相关性 | | 高 | 高 | 可能由偶然因素导致 | | 低 | 低 | 弱但显著的相关性(大样本时) | | 低 | 高 | 无统计学意义的相关性 | 3. **常见误区**: - $p < 0.05$ 不表示相关性强度,只说明**非随机** - $p > 0.05$ 不证明"无相关性",只说明"未检测到显著相关性" - 需结合 $\rho$ 判断实际相关性强度 > 提示:当数据存在结(ties)或小样本时,scipy会使用精确分布计算p;大样本时采用t分布近似[^4]。
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