Métodos y fórmulas para la Prueba de Mann-Whitney

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Estadístico de prueba

Minitab calcula el estadístico de Mann-Whitney de la siguiente manera:
  1. Minitab jerarquiza las dos muestras combinadas. Minitab asigna el rango 1 a la observación más pequeña, el rango 2 a la segunda observación más pequeña, y así sucesivamente.
  2. Si hay dos o más observaciones iguales, Minitab asigna el rango promedio a las dos observaciones.
  3. Minitab suma los rangos de la primera muestra.

Jerarquizar valores iguales

Los valores iguales ocurren cuando dos o más observaciones son iguales. Si los datos incluyen valores iguales, Minitab jerarquiza los datos de la siguiente manera:
  1. Ordenar las observaciones en orden ascendente.
  2. Asignar rangos a cada observación como si no hubiera empates.
  3. Para un conjunto de empates, sacar el promedio de los rangos correspondientes y asignar ese valor como el nuevo rango a cada valor igual de ese conjunto.

Ejemplo

Una muestra tiene 9 observaciones: 2.4, 5.3, 2.4, 4.0, 1.2, 3.6, 4.0, 4.3 y 4.0.

  Observación Rango

(presuponiendo que no hay empates)

Rango
  1.2 1 1
Empate 2.4 2 2.5
2.4 3 2.5
  3.6 4 4
Empate 4.0 5 6
4.0 6 6
4.0 7 6
  4.3 8 8
5.3 9 9

Minitab también usa la siguiente información para calcular el estadístico de prueba:
  • El número del conjunto de empates es 2.
  • El número de valores iguales que están en el primer conjunto es 2
  • El número de valores iguales que están en el segundo conjunto es 3.

Valor p

Fórmula

La prueba de Mann-Whitney utiliza un método de aproximación a la normal para determinar el valor p de la prueba.

está distribuido aproximadamente como una distribución normal con una media de 0 y una desviación estándar de 1, N(0,1).

La valor p de la aproximación de la normal para las tres hipótesis alternativas utiliza una corrección de continuidad de 0.5.
Hipótesis alternativa Valor p
H1: η1 > η2
H1: η1 < η2
H1: η1 ≠ η2
Si los datos contienen empates, entonces Minitab ajusta el valor p sustituyendo el denominador del estadístico Z anterior por:

El valor p ajustado por lo general es más exacto que el valor p sin ajustar. Sin embargo, el valor p sin ajustar es el cálculo más conservador, porque siempre es mayor que el valor p ajustado para un determinado par de muestras.

Notación

TérminoDescription
WEstadísticos de la prueba de Mann-Whitney
ntamaño de la muestra 1
mtamaño de la muestra 2
η1mediana de la muestra 1
η2mediana de la muestra 2
k
i1, 2, …, I
Inúmero de conjuntos de empates
tinúmero de valores iguales en el iésimo conjunto de empates

Estimación de punto

El algoritmo de aproximación que Minitab utiliza para calcular la estimación de punto de η1η2 se describe en este artículo: J.W. McKean y T.A. Ryan, Jr. (1977). "An Algorithm for Obtaining Confidence Intervals and Point Estimates Based on Ranks in the Two Sample Location Problem", Transactions on Mathematical Software, 183–185.

Intervalo de confianza

El intervalo de confianza de η1 – η2 se define como el rango de valores de η1 – η2 para el cual la hipótesis nula no es rechazada.

El método que Minitab utiliza para calcular el intervalo de confianza se describe en este artículo: J.W. McKean y T.A. Ryan, Jr. (1977). "An Algorithm for Obtaining Confidence Intervals and Point Estimates Based on Ranks in the Two Sample Location Problem", Transactions on Mathematical Software, pp.183-185.