如果组间差异比组内差异大的多,即说明因素的各水平间有显著差异,个总体不能认为是同一个正态总体,应认为不成立,此时,比值有偏大的趋势. 为此,选用统计量
;
当为真时,有
.
对给定的检验水平,查的值,由样本观察值计算、, 从而计算出统计量的观察值. 由于不真时,值偏大,导致值偏大,因此
(1)若时,拒绝,表示因素的各水平下的效应有显著差异;
(2)若时,则接受,表示因素的各水平下的效应无显著差异.
实际分析中,常采用如下简便算法和记号:
, .
, ,
为表达的方便和直观,将上面的分析过程和结果制成一个表格,称这个表为单因素方差分析表:
(1)总偏差平方和 ;
(2)因素的偏差平方和(组间平方和) ;
(3)误差偏差平方和(组内偏差平方和) .
如果成立,则所有的都服从正态分布,且相互独立,则
(1);
(2),且 ,所以为的无偏估计;
(3),且 ,因此为的无偏估计;
(4)与相互独立.