由图2-1可见,t分布曲线是单峰分布,是以0为中心随自由度变化而变化的一簇左右对称的曲线。曲线的中间比标准正态曲线(Z分布曲线)低,两侧翘得比标准正态曲线略高。t分布只有一个参数即自由度,当样本含量越小(严格地说是自由度ν=n-1越小),t分布与Z分布差别越大;当ν逐渐增大时,t分布逐渐逼近于Z分布,当ν→∞时,t分布就完全成为Z分布,t分布的极限分布就是标准正态分布。所以t分布曲线的形状随ν的变动而变化。
图2-1 自由度ν分别为1、5、∞的t分布
当自由度为ν的t分布曲线下双侧尾部合计面积为指定值α时,横轴上相应的t界值记为t α / 2 , ν单;侧尾部面积为指定值α时,则横轴上相应的t界值记为t α , ν。当ν=20,双侧α=0.05时,记为t0.05/2,20当;ν=22,单侧α=0.01时,记为t0.01,22.对于t α / 2 , ν值或t α , ν值,可根据ν和α值,查附表2,t界值表获得。
由于t分布是以0为中心的对称分布,t界值表中只列出正值,故查表时,不管t值正负只用绝对值。
由t界值表可知:
①单侧α和双侧2α的t界值相同,即t α , ν=t 2 α / 2 , ν,如t 0 .05,20=t 0 .1/2,20;
②对于相同的自由度ν,α值越小,t α , ν值或t α / 2 , ν值越大,反之越小;
③对于相同的α值,自由度ν越小,t α , ν值或t α / 2 , ν值越大,反之越小。当ν=∞时,则t α , ∞ =Zα,t α / 2 , ∞ =Zα/2,故查Z界值即可得ν=∞的t界值。
t分布是t检验的理论基础。
由公式(2-4)可知,│t│值与样本均数和总体均数之差成正比,与标准误成反比。
在t分布中│t│值越大,其两侧或单侧以外的面积所占曲线下总面积的比重就越小,说明在抽样中获得│t│值和更大│t│值的机会就越小,获得│t│值机会的大小是用概率P来表示的。│t│值越大,则P值越小;│t│值越小,P值越大。
根据上述的t α , ν的意义,在同一自由度下,│t│≥t α
(或t α / 2 ),则P≤α;│t│〈t α (或t α / 2 ),则P〉α。