6.7.2. Критерий Крамера–фон Мизеса
Критерий Крамера–фон Мизеса является основой для целого семейства критериев, в частности Критерия Крамера–Мизеса–Смирнова, критерия Андерсона–Дарлинга и критерия ФронциниИванов А. И., Малыгин А. Ю., Полковникова С. А. Удвоение числа статистических критериев семейства Крамера–фон Мизеса дифференцированием малых выборок с нормальным и равномерным распределением биометрических данных // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. 2022. № 1. С. 53–61.. В основе данных критериев лежит оценка соответствия между эмпирической и теоретической функциями распределения случайной величины (37):
, (37)
где F∗(x) – эмпирическая функция распределения случайной величины, вычисленная по уравнению (36); F(x) – теоретическая функция распределения случайной величины.
Для упорядоченной выборки случайных величин статистика Крамера–фон Мизеса записывается, как (38):
, (38)
Превышение точности критерия Крамера–фон Мизеса по сравнению с критерием Крамера–Мизеса–Смирнова обсуждается, в работе АндерсонаAnderson T. W. On the Distribution of the Two-Sample Cramer-von Mises Criterion // Ann. Math. Statist. 1962. Vol. 33, №3. Р. 1148–1159. DOI: 10.1214/aoms/1177704477.; критерий Андерсона–Дарлинга будет рассмотрен в подразделе 7.3. Критерий Фронцини подробно рассмотрен в работе Д. А. Огурцова и С. В. УшановаОгурцов Д. А., Ушанов С. В. Проверка по критерию Фронцини гипотезы о нормальном распределении случайных величин, полученных с округлением // Актуальные проблемы авиации и космонавтики. 2019. Т. 2. С. 283–285.. Минимальное количество исследований для корректного использования критерия Крамера–фон Мизеса составляет 8, ограничений по верхнему значению нет. Тест Крамера–фон Мизеса на языке R можно провести, используя функцию cvm.test() из библиотеки goftest.
Пример применения критерия Крамера–фон Мизеса
Демонстрация применения критерия Крамера–фон Мизеса осуществляется с применением набора данных Cushings из пакета MASS, содержащих скорость выведения с мочой тетрагидрокортизона у пациентов с подтвержденным диагнозом синдрома Кушинга.
Листинг 22
library(“MASS”) # Подключаем пакет, содержащий набор данных Cushings
install.packages("goftest") # Устанавливаем библиотеку, содержащую пакет "goftest"
library(“goftest”) # Подключаем пакет, содержащий функцию
# теста Крамера–фон Мизеса
tetraData <- Cushings$Tetrahydrocortisone
cvm.test(tetraData) # Применяем тест Крамера–фон Мизеса
Cramer-von Mises test of goodness-of-fit Null hypothesis: uniform distribution Parameters assumed to be fixed
data: tetraData
omega2 = 9, p-value < 2.2e-16
hist(tetraData, breaks = 12 , xlab = "Скорость выведения тетрагидрокортизона, мг/сут",
ylab = "Количество пациентов, чел",
main = "Гистограмма распределения скорости выведения тетрагидрокортизона",
col = "blue")
На рисунке 29 представлена гистограмма распределения скорости выведения тетрагидрокортизона у пациентов с подтвержденным диагнозом синдрома Кушинга.
&hide_Cookie=yes)
Рисунок 29 – Гистограмма распределения скорости выведения тетрагидрокортизона у пациентов с подтвержденным диагнозом синдрома Кушинга
Визуально по гистограмме распределения скорости выведения тетрагидрокортизона у пациентов с подтвержденным диагнозом синдрома Кушинга можно выдвинуть гипотезу о том, что данные распределены по закону, отличному от нормального, и применение теста Крамера–фон Мизеса подтверждает данную гипотезу (p-value < 2.2e-16). Стоит отметить, что критерий Крамера–фон Мизеса устойчив к наличию в данных совпадающих значений в отличие от критерия Колмогорова–Смирнова.