Fonctions avec la T-Distribution dans Excel

Excel de Microsoft est utile pour effectuer des calculs de base dans les statistiques. Parfois, il est utile de connaître toutes les fonctions disponibles pour travailler avec un sujet particulier. Ici, nous considérerons les fonctions dans Excel qui sont liées à la distribution t de Student. En plus de faire des calculs directs avec la distribution t, Excel peut également calculer intervalles de confiance et effectuer tests d'hypothèse.

Il existe plusieurs fonctions dans Excel qui fonctionnent directement avec la distribution t. Étant donné une valeur le long de la distribution t, les fonctions suivantes renvoient toutes la proportion de la distribution qui se trouve dans la queue spécifiée.

Une proportion dans la queue peut également être interprétée comme une probabilité. Ces probabilités de queue peuvent être utilisées pour les valeurs de p dans les tests d'hypothèse.

• La fonction T.DIST renvoie la queue gauche de la distribution t de Student. Cette fonction peut également être utilisée pour obtenir
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  y-valeur pour tout point le long de la courbe de densité.
• La fonction T.DIST.RT renvoie la queue droite de la distribution t de Student.
• La fonction T.DIST.2T renvoie les deux queues de la distribution t de Student.

Ces fonctions ont toutes des arguments similaires. Ces arguments sont, dans l'ordre:

1. La valeur X, qui indique où le long de la X axe, nous sommes le long de la distribution
2. Le nombre de degrés de liberté.
3. La fonction T.DIST a un troisième argument, qui nous permet de choisir entre une distribution cumulative (en entrant un 1) ou non (en entrant un 0). Si nous entrons un 1, cette fonction renverra une valeur de p. Si nous entrons un 0, cette fonction renverra le y-valeur de la courbe de densité pour la donnée X.

Toutes les fonctions T.DIST, T.DIST.RT et T.DIST.2T partagent une propriété commune. Nous voyons comment toutes ces fonctions commencent par une valeur le long de la distribution t puis renvoient une proportion. Il y a des occasions où nous voudrions inverser ce processus. Nous partons d'une proportion et souhaitons connaître la valeur de t qui correspond à cette proportion. Dans ce cas, nous utilisons la fonction inverse appropriée dans Exceller.

• La fonction T.INV renvoie l'inverse à gauche de la distribution T de Student.
• La fonction T.INV.2T renvoie l'inverse à deux queues de la distribution T de Student.

Il existe deux arguments pour chacune de ces fonctions. Le premier est la probabilité ou la proportion de la distribution. Le second est le nombre de degrés de liberté pour la distribution particulière qui nous intéresse.

Nous verrons un exemple des fonctions T.INV et T.INV.2T. Supposons que nous travaillons avec une distribution t avec 12 degrés de liberté. Si nous voulons connaître le point le long de la distribution qui représente 10% de l'aire sous la courbe à gauche de ce point, alors nous entrons = T.INV (0,1,12) dans une cellule vide. Excel renvoie la valeur -1,356.

Si à la place nous utilisons la fonction T.INV.2T, nous voyons que l'entrée = T.INV.2T (0.1,12) renverra la valeur 1,782. Cela signifie que 10% de l'aire sous le graphique de la fonction de distribution est à gauche de -1,782 et à droite de 1,782.

En général, par la symétrie de la distribution t, pour une probabilité P et degrés de liberté ré nous avons T.INV.2T (P, ré) = ABS (T.INV (P/2,ré), où ABS est la valeur absolue fonction dans Excel.

L'un des sujets sur les statistiques inférentielles concerne l'estimation d'un paramètre de population. Cette estimation prend la forme d'un intervalle de confiance. Par exemple, l'estimation d'une moyenne de population est une moyenne d'échantillon. L'estimation possède également une marge d'erreur, qu'Excel calculera. Pour cette marge d'erreur, nous devons utiliser la fonction CONFIDENCE.T.

La documentation d'Excel indique que la fonction CONFIDENCE.T est censée renvoyer l'intervalle de confiance à l'aide de la distribution t de Student. Cette fonction renvoie la marge d'erreur. Les arguments de cette fonction sont, dans l'ordre où ils doivent être saisis:

• Alpha - c'est le niveau de signification. Alpha est également 1 - C, où C désigne le niveau de confiance. Par exemple, si nous voulons une confiance de 95%, nous devons entrer 0,05 pour alpha.
• Écart type - c'est le exemple d'écart type de notre ensemble de données.
• Taille de l'échantillon.

La formule qu'Excel utilise pour ce calcul est:

M = t^*s/ √n

Ici M est pour la marge, t^* est la valeur critique qui correspond au niveau de confiance, s est l'écart-type de l'échantillon et n est la taille de l'échantillon.

Supposons que nous ayons un simple échantillon aléatoire de 16 cookies et que nous les pesions. Nous constatons que leur poids moyen est de 3 grammes avec un écart type de 0,25 gramme. Quel est un intervalle de confiance de 90% pour le poids moyen de tous les cookies de cette marque?

Ici, nous tapons simplement ce qui suit dans une cellule vide:

= CONFIANCE.T (0,1,0,25,16)

Excel renvoie 0,109565647. Ceci est la marge d'erreur. Nous soustrayons et ajoutons également ceci à notre moyenne d'échantillon, et donc notre intervalle de confiance est de 2,89 grammes à 3,11 grammes.

Excel effectuera également des tests d'hypothèse liés à la distribution t. La fonction T.TEST renvoie la valeur p pour plusieurs tests de signification différents. Les arguments de la fonction T.TEST sont:

1. Tableau 1, qui donne le premier ensemble d'échantillons de données.
2. Tableau 2, qui donne le deuxième ensemble d'exemples de données
3. Tails, dans lequel on peut entrer 1 ou 2.
4. Type - 1 indique un test t apparié, 2 un test à deux échantillons avec la même variance de population et 3 un test à deux échantillons avec différentes variances de population.