例3.4 二項比率

FREQプロシジャで二項比率、二項信頼限界、および二項検定を計算する例を次に示します。この例では、例3.1で示した眼の色と髪の色に関するデータを使用します。デフォルトでは、FREQプロシジャは、1元表の最初のレベルにおけるオブザベーションの比率として二項比率を計算します。異なるレベルを指定するには、LEVEL= binomial-optionを使用します。

次のPROC FREQステートメントは、眼の色がbrownである子供の比率(例3.1のデータセットを使用)を計算し、母集団比率が50%に等しいという帰無仮説の下で検定を行います。また、次のステートメントでは、髪の色がfairである子供の比率に関する等価性も計算します。

最初のTABLESステートメントは、変数Eyesに関する一元度数表を要求します。BINOMIALオプションは、二項比率、二項信頼限界、二項検定を要求します。FREQは、この表に示される最初のレベルであるEyes = 'brown'となる比率を計算します。AC、WILSON、EXACT binomial-optionsは、信頼限界のタイプとして、それぞれAgresti-Coull、Wilson (スコア)、正確(Clopper-Pearson)を要求します。デフォルトでは、FREQプロシジャは、二項比率に関するWald信頼限界および正確な(Clopper-Pearson)信頼限界を提供します。また、BINOMIALオプションは、比率が0.5に等しいという帰無仮説の下での漸近Wald検定を実施します。異なる検定比率を指定するには、P= binomial-optionを使用します。ALPHA=0.1オプションは、%を指定します。これにより、%の信頼限界が生成されます。

2番目のTABLESステートメントは、変数Hairに関する一元度数表を要求します。BINOMIALオプションは、最初のレベルであるHair = 'fair'となる比率を要求します。EQUIV binomial-optionは、二項比率に関する等価性検定を要求します。P=.28オプションは、帰無仮説の比率として0.28を指定します。MARGIN=.1オプションは、等価性検定のマージンとして0.1を指定します。

proc freq data=Color order=freq;
   tables Eyes / binomial(ac wilson exact) alpha=.1;
   tables Hair / binomial(equiv p=.28 margin=.1);
   weight Count;
   title 'Hair and Eye Color of European Children';
run;

出力3.4.1に目の色に関する結果を、出力3.4.2に髪の色に関する結果をそれぞれ示します。

出力3.4.1 眼の色に関する二項比率
Hair and Eye Color of European Children

The FREQ Procedure

Eye Color
Eyes Frequency Percent Cumulative
Frequency
Cumulative
Percent
brown 341 44.75 341 44.75
blue 222 29.13 563 73.88
green 199 26.12 762 100.00

Binomial Proportion for
Eyes = brown
Proportion 0.4475
ASE 0.0180

Type 90% Confidence Limits
Wilson 0.4181 0.4773
Agresti-Coull 0.4181 0.4773
Clopper-Pearson (Exact) 0.4174 0.4779

Test of H0: Proportion = 0.5
ASE under H0 0.0181
Z -2.8981
One-sided Pr < Z 0.0019
Two-sided Pr > |Z| 0.0038

出力3.4.1の度数表には、変数Eyesの値が、度数カウントの多い順に表示されています。FREQは、この度数表に示される最初のレベルであるEyes = 'brown'となる子供の比率を計算します。出力3.4.1に、二項比率の信頼限界と検定統計量を示します。この信頼限界は、%の信頼限界となります。ALPHA=を省略すると、FREQプロシジャはデフォルトで%の信頼限界を計算します。の値がゼロより小さいため、FREQプロシジャは左側の値(0.0019)を計算します。小さい値は、眼の色がbrownである子供の比率の真の値が50%未満であるという対立仮説を支持します。

出力3.4.2に、2番目のTABLESステートメントが作成する等価性検定の結果を示します。帰無仮説の比率は0.28であり、等価性マージンは–0.1および0.1です。これにより、等価性限界は0.18および0.38になります。FREQプロシジャは、等価性に関する両側検定(TOST)を実施します。小さい値は、帰無仮説を拒否し、比率がヌル値と等価であるという対立仮説を支持します。

出力3.4.2 髪の色に関する二項比率
Hair Color
Hair Frequency Percent Cumulative
Frequency
Cumulative
Percent
fair 228 29.92 228 29.92
medium 217 28.48 445 58.40
dark 182 23.88 627 82.28
red 113 14.83 740 97.11
black 22 2.89 762 100.00

Equivalence Analysis
H0: P - p0 <= Lower Margin or >= Upper Margin
Ha: Lower Margin < P - p0 < Upper Margin
p0 = 0.28   Lower Margin = -0.1   Upper Margin = 0.1
Proportion ASE (Sample)
0.2992 0.0166

Two One-Sided Tests (TOST)
Test Z P-Value
Lower Margin 7.1865 Pr > Z <.0001
Upper Margin -4.8701 Pr < Z <.0001
Overall     <.0001

Equivalence Limits 90% Confidence Limits
0.1800 0.3800 0.2719 0.3265