U-критерий Манна–Уитни онлайн с решением по шагам: таблица ранжирования обеих выборок, связи со средним рангом, суммы рангов и U, точный p для малых выборок без связей и нормальное приближение с поправками. Размер эффекта r, медианы групп и код Python и R. Для скошенных данных, выбросов и порядковых шкал.
Цифры остаются в браузере и никуда не отправляются
Критерий сравнивает распределения, а не средние: проверяет, что значения одной группы, как правило, выше. Подходит для скошенных данных, выбросов и порядковых шкал.
Числа через пробел, точку с запятой, «, » или с новой строки — можно вставить столбец из Excel. Выборки могут быть разной длины.
α = 0,05 · двусторонняя проверка
Уровень значимости α
Выбирайте, только если заранее решили, что B не может быть хуже, и отрицательный результат вас не интересует.
02
Результат
Распределения различаются
Значения в B, как правило, выше, чем в A: U = 24,5, p = 0,0160 (асимптотический). Размер эффекта r = 0,76 — большой.
Статистика U для B
24,5
для A: 0,5
p-value
0,0160
асимптотический, с поправками
Размер эффекта r
0,76
большой
Медиана A
13
n = 5
Медиана B
17
n = 5
Нормальное приближение, z
2,410
с поправкой на непрерывность
03
Таблица ранжирования
Обе выборки вместе по возрастанию. Одинаковым значениям — средний ранг
ЗначениеГруппаРанг
11A1
12A2
13A3
14A4
15A5,5
15B5,5
16B7
17B8
18B9
24B10
Связи (подсвечены): 15 ×2 → ранг 5,5.
04
По шагам
1
Ранжирование
Ранжируем 10 значений по возрастанию; связи получают средний ранг.
2
Суммы рангов
RA = 15,5RB = 39,5(проверка: в сумме 15,5 + 39,5 = 10·11/2 = 55)
3
Статистика U
UA = RA − nA(nA + 1)2 = 15,5 − 5 · 62 = 0,5UB = nAnB − UA = 5 · 5 − 0,5 = 24,5
4
Нормальное приближение и p-value
Со связями или при больших выборках — нормальное приближение с поправкой на связи в σ и на непрерывность в z.μ = nAnB2 = 12,5σ = 4,773z = |UB − μ| − 0,5σ = 2,410p = 2 · (1 − Φ(|z|)) = 0,0160
5
Вывод
p = 0,0160 < 0,05 — отвергаем H₀: распределения различаются, значения в B выше. Размер эффекта r = 0,76 — большой.
Когда данные скошены, есть выбросы или шкала порядковая: время на сайте, сумма заказа, оценки от 1 до 5. Критерий работает с рангами, поэтому одно огромное значение не перевешивает остальные. В задаче о времени на сайте Манн–Уитни находит различие, p = 0,0499, а t-тест Уэлча на тех же числах — нет, p = 0,151: его ломают выбросы 120 и 300 секунд.
Объедините обе выборки, отсортируйте значения по возрастанию и пронумеруйте с единицы. Одинаковые значения получают средний из своих рангов: в примере 15 встречается в A и в B на пятом и шестом местах, обоим ставят 5,5. Затем ранги складывают по группам. Проверка: сумма всех рангов равна N(N + 1)/2, для десяти значений — 55.
Связанным значениям дают средний ранг и уменьшают дисперсию U поправкой на связи: из N + 1 вычитают сумму t³ − t по группам связей, делённую на N(N − 1). Точное распределение U при связях уже не подходит, поэтому p считается нормальным приближением. Для 12, 15, 11, 14, 13 против 16, 18, 15, 17, 24 одна связь 15/15 даёт асимптотический p = 0,016.
Число пар «значение из A, значение из B», в которых B больше, плюс половина равных пар. Всего пар n_A · n_B, и U_A + U_B равно этому числу. Для 12, 15, 11, 14, 13 против 16, 18, 15, 17, 24 из 25 пар B выше в 24 и одна пара равна — U = 24,5. Чем дальше U от середины, n_A · n_B / 2, тем сильнее различие.
Точный — когда связей нет и хотя бы одна выборка не больше восьми значений: перебирают все раскладки рангов. Для 12, 15, 11, 14, 13 против 16, 18, 19, 17, 24 только одна из 252 раскладок даёт U = 0, и p = 2 · 1 / 252 = 0,0079. Со связями или на больших выборках берут нормальное приближение с поправками на связи и непрерывность.
Только если распределения двух групп одинаковы по форме и различаются лишь сдвигом. В общем случае критерий проверяет, что значения одной группы, как правило, выше: что случайное значение из B чаще больше случайного из A. Две группы с равными медианами, но разным разбросом могут дать значимый результат. Медианы калькулятор показывает рядом, для описания.