実験計画法

F検定で有意差を判定する|F分布表の使い方|一元配置実験⑨

⚔️ 「F値は計算できた。でも、この数字が"当たり"なのか"ハズレ"なのか分からない…」

ここまで8つのステージを駆け抜けてきたあなた。ついにメインシナリオのラスボスとの対決です。
このステージをクリアすれば、「温度に効果があるかどうか」という最終結論が出せます。

📖 前回のあらすじ

分散分析表を完成させ、F値 = 24.0 を手に入れました。
この「24.0」という武器が、ボスを倒せるほど強いのかどうか──それを判定するのが今回のミッションです。

🎯 この記事で学べること

  • F分布表の「3つの鍵」を見つける方法
  • F値とボーダーラインを比較して判定する手順
  • 「有意差あり」「有意差なし」それぞれの意味と対処法
  • メインシナリオ完結後の「クリア後ステージ」の紹介

🔗 前回の記事をまだ読んでいない方はこちらから

→ 分散分析表の作り方|一元配置実験⑧

🗝️ STEP 1:F分布表の「3つの鍵」を見つける

🎮 RPGで例えると…

ラスボスの部屋に入るには「3つの鍵」が必要です。
この鍵がないと、ボスの防御力(合格ライン)を調べることができません。

🔑 鍵①:分子の自由度(f₁)

f₁ = 要因Aの自由度 = fA = 1

F値の「分子」に使った分散 VA の自由度です。
今回は水準数 a = 2 なので、fA = a − 1 = 1

🔑 鍵②:分母の自由度(f₂)

f₂ = 誤差の自由度 = fe = 4

F値の「分母」に使った分散 Ve の自由度です。
今回は fe = N − a = 6 − 2 = 4

🔑 鍵③:有意水準(α)

α = 0.05(5%)

「偶然そうなる確率が5%以下なら、偶然じゃないと判断しよう」という基準です。
一般的には 5%(α = 0.05) を使います。

🗝️ 今回の3つの鍵

鍵①分子の自由度 f₁1
鍵②分母の自由度 f₂4
鍵③有意水準 α0.05

🛡️ STEP 2:ボスの防御力(合格ライン)を調べる

🎮 RPGで例えると…

3つの鍵を使って「ボスの防御力」を調べます。
あなたの攻撃力(F値 = 24.0)がこの防御力を上回れば、勝利です!

📊 F分布表の読み方

F分布表は、行と列で検索する辞書のようなものです。

  1. 列(横)を「鍵① = 1」で探す
  2. 行(縦)を「鍵② = 4」で探す
  3. 表の種類を「鍵③ = 0.05」で選ぶ

📋 F分布表(α = 0.05)の一部

f₂ \ f₁123
310.139.559.28
47.716.946.59
56.615.795.41

🛡️ ボスの防御力(合格ライン)発見!

F0.05(1, 4) = 7.71

⚔️ STEP 3:ラスボス戦!攻撃力 vs 防御力

⚔️ あなたの攻撃力

24.0

(計算したF値)

VS

🛡️ ボスの防御力

7.71

(F分布表の値)

⚖️ 判定ルール

攻撃力 > 防御力
→ 勝利!有意差あり ✨
攻撃力 ≦ 防御力
→ 敗北…有意差なし 💔

24.07.71

🎉 勝利!「有意差あり」

温度の違いは、プラスチックの強度に統計的に有意な影響を与えている!

💡 もし「有意差なし」だったら?

「敗北」しても諦める必要はありません。データ数を増やして再挑戦できます。

データ数 Nボスの防御力難易度
67.71難しい
105.32普通
204.41易しい

※ データが増えると自由度 f₂ が上がり、ボスの防御力が下がります。RPGでいうレベル上げです。

🏆 STAGE 9 CLEAR!メインシナリオ完結

🎊 おめでとうございます!

一元配置実験のメインシナリオ、全9ステージをクリアしました!
これで「F検定による有意差判定」ができるようになりました。

📝 今日のポイント

  • F分布表を引くには「3つの鍵」が必要:f₁(分子)、f₂(分母)、α(有意水準)
  • 今回の鍵:f₁ = 1、f₂ = 4、α = 0.05 → 合格ライン 7.71
  • F値(24.0)> 合格ライン(7.71)→ 有意差あり
  • 「有意差なし」でも、データを増やせばリベンジ可能

🗺️ メインシナリオの軌跡(全9ステージ)

✅ ① 実験の流れ
✅ ② 因子と水準
✅ ③ データのバラつき
✅ ④ 不偏分散
✅ ⑤ S・f・Vの関係
✅ ⑥ 総平方和(S_T)
✅ ⑦ 平方和の分解
✅ ⑧ 分散分析表
🏆 ⑨ F検定(今回)

🌟 クリア後ステージ(余力があれば挑戦)

メインシナリオは完結しましたが、さらに深く学びたい方のためにクリア後ステージを用意しています。
実務で必要になったときに、いつでも戻ってきてください。

  • ⑩ 母平均の区間推定
  • ⑪ 母平均の差の推定
  • ⑫ 交絡とは?
  • ⑬ プーリングとは?
  • ⑭ 有効繰り返し数
  • ⑮ 最適条件の決め方

📖 クリア後ステージ⑩に進む

母平均の区間推定|一元配置実験⑩

「有意差あり」の次のステップ。各水準の母平均がどの範囲にあるかを推定します。

記事を読む →

📚 あわせて読みたい

📊 分散分析表の作り方

前回の記事⑧ →

🧮 総平方和(S_T)の計算

記事⑥ →

🔢 不偏分散をn-1で割る理由

記事④ →

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