Słownik metodologiczny · Testy statystyczne

Test trendu Cochrana–Armitage’a – czy odsetek rośnie z kolejnymi grupami?

Test Cochrana–Armitage’a sprawdza, czy odsetek odpowiedzi „tak” rośnie lub maleje w uporządkowanych grupach. Pokazujemy wybór wyników grup, przykład w R i opis do pracy.

Strona główna / Słownik / Test Cochrana–Armitage’a
W skrócie: Test trendu Cochrana–Armitage’a sprawdza, czy odsetek zdarzenia zmienia się liniowo w grupach o naturalnym porządku (tabela 2 × k). Ma 1 stopień swobody, więc przy prawdziwym trendzie jest zwykle mocniejszy od zwykłego chi-kwadrat. Wyniki przypisane grupom ustal z góry.

Co to jest test trendu Cochrana–Armitage’a?

Test trendu Cochrana–Armitage’a (ang. Cochran–Armitage test for trend) sprawdza, czy odsetek zdarzenia rośnie lub maleje liniowo w grupach o naturalnym porządku, np. w kolejnych kategoriach dawki, wieku czy liczby zajęć. Dane tworzą tabelę krzyżową 2 × k. Cochran (1954) zwrócił uwagę, że zwykły test chi-kwadrat nie jest skierowany przeciw żadnej konkretnej alternatywie i dlatego bywa mało czuły. Armitage (1955) pokazał, że przy uporządkowanych grupach pytanie dotyczy raczej trendu niż samej różnicy proporcji.

Jak działa

Każdej grupie przypisz wynik (score), np. 1, 2, 3, 4 albo środek przedziału dawki. Test sprawdza nachylenie odsetka względem tych wyników i ma rozkład χ² z 1 stopniem swobody (lub z = √χ²). Ogólny chi-kwadrat z k − 1 stopniami swobody można rozłożyć na składnik trendu i odchylenie od trendu. Pokrewnym podejściem jest regresja logistyczna z wynikiem grupy jako predyktorem.

Przykład

Egzamin zdawało po 50 osób, które chodziły na 0, 1–2, 3–4 lub 5 i więcej zajęć powtórkowych (dane przykładowe). Odsetek zdających wyniósł 36%, 52%, 62% i 74%. Test trendu dał χ²(1) = 15.60, p < .001. Zwykły chi-kwadrat 2 × 4 wyniósł χ²(3) = 15.75, p = .001, więc prawie cała różnica między grupami to trend liniowy. Przy wynikach 0, 1.5, 3.5 i 6 zamiast 1–4 statystyka trendu wyniosła 15.16.

Jak opisać w pracy

Odsetek osób, które zdały egzamin, rósł wraz z liczbą zajęć powtórkowych, od 36% przy braku zajęć do 74% przy pięciu lub więcej zajęciach. Test trendu Cochrana–Armitage’a (wyniki grup 1–4) był istotny, χ²(1) = 15.60, p < .001.

Na co uważać

  • Wyniki grup wybierz przed analizą i podaj je w pracy – zmieniają statystykę, co widać w przykładzie.
  • Test szuka trendu liniowego. Zhou i in. (2017) pokazują, że wykrywa on przesunięcie położenia, a zwykły chi-kwadrat także różnice w rozproszeniu, dlatego przy wzorze nieliniowym chi-kwadrat bywa lepszy.
  • Dla dwóch grup wystarczy test dla dwóch proporcji, a dla wyniku porządkowego lub ilościowego – test Jonckheere’a–Terpstry.

Podstawy analizy tabel krzyżowych opisuje wpis Test chi-kwadrat krok po kroku.

Przykład reprodukowalny

Test trendu proporcji w R

Kod liczy odsetki, test trendu z wynikami 1–4, zwykły chi-kwadrat 2 × 4 i test trendu z innymi wynikami grup. Wystarczą funkcje bazowe R.

Odsetek zdających w czterech uporządkowanych grupach

Dane wejściowe: liczby osób, które zdały egzamin, w czterech grupach po 50 osób (dane przykładowe).

Co odczytać: X-squared, df i p-value w obu testach trendu oraz w zwykłym teście chi-kwadrat.

R
zdali  <- c(18, 26, 31, 37)                 # liczba osób, które zdały egzamin (dane przykładowe)
osoby  <- c(50, 50, 50, 50)                 # 0, 1–2, 3–4, 5+ zajęć powtórkowych
round(zdali / osoby, 2)
prop.trend.test(zdali, osoby, score = 1:4)  # test trendu, df = 1
chisq.test(rbind(zdali, osoby - zdali))     # dla porównania: zwykły chi-kwadrat 2 × 4, df = 3
prop.trend.test(zdali, osoby, score = c(0, 1.5, 3.5, 6))  # inne wyniki (score) – wrażliwość
Wynik w R
[1] 0.36 0.52 0.62 0.74

	Chi-squared Test for Trend in Proportions

data:  zdali out of osoby ,
 using scores: 1 2 3 4
X-squared = 15.601, df = 1, p-value = 7.823e-05

	Pearson's Chi-squared test

data:  rbind(zdali, osoby - zdali)
X-squared = 15.747, df = 3, p-value = 0.001278

	Chi-squared Test for Trend in Proportions

data:  zdali out of osoby ,
 using scores: 0 1.5 3.5 6
X-squared = 15.161, df = 1, p-value = 9.875e-05

Bibliografia oprogramowania

Wyniki pochodzą z uruchomienia pokazanego kodu w R 4.5.3 (funkcje pakietów base i stats).

  1. R: R Core Team. (2026). R: A language and environment for statistical computing (Version 4.5.3) [Computer software]. R Foundation for Statistical Computing. https://www.R-project.org/

Najczęstsze pytania

Czym test trendu Cochrana–Armitage’a różni się od zwykłego chi-kwadrat?

Zwykły chi-kwadrat dla tabeli 2 × k ma k − 1 stopni swobody i ignoruje porządek grup. Test trendu ma jeden stopień swobody i sprawdza tylko liniowy wzrost lub spadek odsetka.

Jakie wyniki (scores) przypisać grupom w teście trendu?

Najczęściej kolejne liczby 1, 2, 3… albo środki przedziałów, np. dawek. Wybór ustal przed analizą i podaj w pracy, bo wpływa na wynik testu.

Jak policzyć test trendu proporcji w R?

Funkcją prop.trend.test(x, n, score) z pakietu stats, gdzie x to liczby zdarzeń, n – liczebności grup, a score – wyniki grup.

Powiązane hasła

Poradniki, w których użyjesz tego pojęcia

Potrzebujesz wsparcia w analizie danych?

Wybierz ofertę dopasowaną do pracy dyplomowej albo profesjonalnego projektu naukowego.

Wyceń analizęOferta dla studentów

Bibliografia i dalsza literatura naukowa (APA 7)

  1. Armitage, P. (1955). Tests for linear trends in proportions and frequencies. Biometrics, 11(3), 375–386. https://doi.org/10.2307/3001775
  2. Cochran, W. G. (1954). Some methods for strengthening the common χ² tests. Biometrics, 10(4), 417–451. https://doi.org/10.2307/3001616
  3. Zhou, Z., Ku, H.-C., Huang, Z., Xing, G., & Xing, C. (2017). Differentiating the Cochran–Armitage trend test and Pearson’s χ² test: Location and dispersion. Annals of Human Genetics, 81(5), 184–189. https://doi.org/10.1111/ahg.12202 ● Otwarty dostęp: pełny tekst

Cytowania BibTeX

@article{armitage1955tests, author={Armitage, P.}, title={{Tests for linear trends in proportions and frequencies}}, journal={Biometrics}, year={1955}, volume={11}, number={3}, pages={375--386}, doi={10.2307/3001775}}
@article{cochran1954some, author={Cochran, William G.}, title={{Some methods for strengthening the common χ² tests}}, journal={Biometrics}, year={1954}, volume={10}, number={4}, pages={417--451}, doi={10.2307/3001616}}
@article{zhou2017differentiating, author={Zhou, Zhengyang and Ku, Hung-Chih and Huang, Zhipeng and Xing, Guan and Xing, Chao}, title={{Differentiating the Cochran–Armitage trend test and Pearson’s χ² test: Location and dispersion}}, journal={Annals of Human Genetics}, year={2017}, volume={81}, number={5}, pages={184--189}, doi={10.1111/ahg.12202}}
R