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4.2
截尾平均数95%置信区间

样本平均数和标准差是最小二乘法估计量(least squares estimators),易受异常值的影响。样本截尾平均数( )(稳健位置估计)和缩尾标准差( S w s w )(稳健标准差估计)则不受或较少受到异常值或偏态分布的影响。

总体截尾平均数( μ t )95%置信区间利用截尾平均数和缩尾标准差,计算公式为:

其中, 是自由度为 ν n -2 g -1( g =[ γ n ], γ 是截尾量)的双尾 t 分布1-2/ α 对应的分位数。研究中通常采用20%截尾平均数和20%缩尾标准差,即 γ =0.2。

假如有以下一组按升序排列的数据( n =20):23,23,24,24,24,25,25,26,26,27,28,28,28,29,30,31,35,37,44,49,试求总体截尾平均数95%置信区间。本例中, α =0.05, ν =11, γ =0.2,20%截尾平均数 =27.25, S w =2.796 1, =2.201。利用公式4.5,总体截尾平均数 95% CI 为:[27.25-2.201× ,27.25+2.201× ,即[24.96,29.54]。R计算20%截尾平均数95% CI 的函数为来自数据包Rallfun-v37中的trimci(x,tr=0.2,alpha=0.05,null.value=0),其中,x是数值向量,tr=0.2是默认的截尾量,alpha=0.05为默认的第一类错误率。

如果利用常规平均数( =29.3)计算总体平均数 95% CI ,则得到:[26.02,32.58]。总体平均数 μ 95% CI 比总体截尾平均数 μ t 95% CI 要宽。在数据服从正态分布时, 都是总体平均数 μ 的无偏估计。当总体分布呈偏态时, 估计总体截尾平均数 通常比 μ 更接近更多的观测值(Kline,2013,p.58)。利用函数out(x)诊断发现,本例数据有两个异常值(44,49),分布右偏, 更能反映数据的集中趋势,建议本例使用截尾平均数95%置信区间。 Zgmcx8PrsOZ+fQeE2M2vqVXp6+sVwmv+q5kC+ZNgf2ClaarPSm2fs9u0jMQYLNr7

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