독립표본 t-검정의 비모수적 대안. 정규분포를 가정하지 않고 두 독립 집단을 비교합니다.
Mann-Whitney U 검정(Wilcoxon 순위합 검정이라고도 함)은 두 독립 집단의 분포를 비교하는 데 사용되는 비모수적 통계 검정입니다. 독립표본 t-검정과 달리 Mann-Whitney U 검정은 데이터가 정규분포를 따른다고 가정하지 않으므로, 서열 데이터, 비대칭 분포 또는 정규성을 검증할 수 없는 소표본에 적합합니다. 이 검정은 Henry B. Mann과 Donald R. Whitney가 1947년에 개발하였으며, 행동과학, 의학 및 사회 연구에서 가장 널리 사용되는 비모수 검정 중 하나입니다.
Mann-Whitney U 검정은 독립표본 t-검정의 비모수적 대안입니다. 다음 조건 중 하나 이상에 해당할 때 사용합니다: 데이터가 서열 척도(예: 리커트 척도)로 측정된 경우, 정규성 가정이 위반된 경우, 표본 크기가 매우 작은 경우(예: 집단당 n < 15), 또는 모수적 결과를 왜곡할 수 있는 이상값이 포함된 경우. 특히 평가 척도를 사용하는 임상시험, 삶의 질 연구, 교육 연구에서 흔히 사용됩니다.
| 특성 | Mann-Whitney U | 독립표본 T-검정 |
|---|---|---|
| 유형 | 비모수적 | 모수적 |
| 데이터 수준 | 서열 또는 연속 | 연속(등간/비율) |
| 정규성 필요 | 아니오 | 예 (또는 대표본) |
| 비교 대상 | 순위 분포 | 평균 |
| 효과크기 | 순위양류상관 r | Cohen's d |
| 이상값 강건성 | 높음 | 낮음 |
연구자가 새로운 치료(집단 1)를 받은 환자와 위약(집단 2)을 받은 환자의 통증 평가(1-10점 척도)를 비교합니다. 통증 평가는 서열 데이터이고 표본이 작으므로 Mann-Whitney U 검정이 적합합니다.
집단 1 — 치료군 (n=8)
85, 72, 91, 68, 77, 95, 83, 89
Mdn = 84.0
집단 2 — 위약군 (n=8)
65, 78, 71, 62, 73, 69, 75, 67
Mdn = 70.0
결과
U = 5.0, z = -2.84, p = .005, r = 0.84
치료군이 위약군보다 유의하게 높은 점수를 보였으며, 큰 효과크기(순위양류상관 r = 0.84)를 나타냈습니다.
Mann-Whitney U 검정은 t-검정보다 제한이 적지만, 여전히 검증해야 할 가정이 있습니다:
1. 서열 또는 연속 데이터
종속변수는 최소한 서열 척도로 측정되어야 합니다(즉, 값을 의미 있게 순위화할 수 있어야 합니다). 여기에는 리커트 척도, 시험 점수, 반응 시간 및 모든 연속 측정이 포함됩니다.
2. 독립 집단
두 집단은 서로 독립적이어야 합니다. 각 관측치는 하나의 집단에만 속하며, 한 집단의 참가자가 다른 집단의 참가자에게 영향을 미치지 않아야 합니다. 대응/매칭 데이터의 경우 Wilcoxon 부호순위 검정을 사용하십시오.
3. 독립 관측
각 집단 내의 관측치는 독립적이어야 합니다. 반복 측정 또는 군집 데이터는 이 가정을 위반하며, 다른 분석 방법이 필요합니다.
4. 유사한 분포 형태 (중앙값 비교 시)
검정 결과를 중앙값 비교로 해석하려면, 두 집단의 분포 형태가 유사해야 합니다(위치만 다른 경우). 이 가정이 충족되지 않으면, 검정은 중앙값이 아닌 전체 순위 분포를 비교하는 것으로 해석됩니다.
순위양류상관(r)은 Mann-Whitney U 검정에 권장되는 효과크기 지표입니다. -1에서 +1까지의 범위를 가지며, 두 집단 간 유리한 비교와 불리한 비교의 비율 차이를 나타냅니다.
| |r| | 해석 | 실질적 의미 |
|---|---|---|
| < 0.1 | 무시할 수준 | 순위에서 두 집단이 거의 동일 |
| 0.1 - 0.3 | 작은 효과 | 한 집단이 약간 높은 순위를 보이는 경향 |
| 0.3 - 0.5 | 중간 효과 | 집단 간 눈에 띄는 분리 |
| > 0.5 | 큰 효과 | 강한 분리, 한 집단의 대부분이 다른 집단보다 높은 순위 |
APA 7판 지침에 따라 U 통계량, z 값, p-값, 효과크기, 그리고 각 집단의 기술통계(중앙값 및 표본 크기)를 보고합니다:
보고 예시
Mann-Whitney U 검정 결과 치료군(Mdn = 84.0, n = 8)의 점수가 위약군(Mdn = 70.0, n = 8)보다 유의하게 높았다, U = 5.0, z = -2.84, p = .005, r = .84.
참고: U는 소수점 첫째 자리까지, z는 소수점 둘째 자리까지, p는 소수점 셋째 자리까지 보고합니다. p 값이 .001 미만일 경우 p < .001로 표기합니다. 항상 효과크기 지표로 순위양류상관 r을 함께 보고하십시오.
StatMate의 Mann-Whitney U 검정 계산은 R(wilcox.test 함수) 및 SPSS 출력과 비교 검증되었습니다. 구현은 z-점수에 대한 연속성 보정을 포함한 정규 근사와 확률 분포를 위한 jstat 라이브러리를 사용합니다. 동점 순위는 평균 순위 방법으로 처리됩니다. 모든 결과는 R 출력과 최소 소수점 4자리까지 일치합니다.
T-검정
두 집단의 평균 비교
분산분석
3개 이상 집단의 평균 비교
카이제곱
범주형 변수의 연관성 검정
상관분석
관계의 강도 측정
기술통계
데이터 요약
표본 크기
검정력 분석 및 표본 계획
일표본 T
알려진 값과 비교
Wilcoxon
비모수 대응표본 검정
회귀분석
X-Y 관계 모델링
다중회귀
다중 예측변수 분석
Cronbach's Alpha
척도 신뢰도 분석
로지스틱 회귀
이항 결과 예측
요인분석
잠재 요인 구조 탐색
Kruskal-Wallis
비모수 3개 이상 집단 비교
반복측정
피험자 내 분산분석
이원배치 분산분석
요인설계 분석
Friedman 검정
비모수 반복측정
Fisher 정확검정
2×2 분할표 정확 검정
McNemar 검정
대응 명목 데이터 검정
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