Table U de Mann-Whitney

Valeurs critiques pour le test de Mann-Whitney.

Comment utiliser : Trouvez vos tailles d'échantillon n₁ et n₂ pour obtenir la valeur critique de U. Rejetez H₀ si votre U calculé ≤ U critique. Pour n₁ ou n₂ > 20, utilisez l'approximation normale à la place.

n₁ \ n₂34567891011121314151617181920
3000112233445566778
4001234456789101111121314
5012356789111213141517181920
6123568101113141617192122242527
71356810121416182022242628303234
824681013151719222426293134363841
9247101215172023262831343739424548
10358111417202326293336394245485255
11369131619232630333740444751555862
124711141822262933374145495357616569
134812162024283337414550545963677276
145913172226313640455055596469747883
1551014192429343944495459647075808590
1661115212631374247535964707581869298
17611172228343945515763697581879399105
187121824303642485561677480869399106112
1971319253238455258657278859299106113119
20814202734414855626976839098105112119127

Calcul de U

1. Classez toutes les observations combinées

2. Sommez les rangs pour chaque groupe (R₁, R₂)

3. Calculez U₁ et U₂ :

U₁ = n₁n₂ + n₁(n₁+1)/2 - R₁

U₂ = n₁n₂ - U₁

4. Utilisez U = min(U₁, U₂) pour le test

Approximation normale

Pour les échantillons plus grands (n > 20) :

μᵤ = n₁n₂/2

σᵤ = √[n₁n₂(n₁+n₂+1)/12]

z = (U - μᵤ)/σᵤ

Comparez |z| à 1,96 (α=0,05) ou 2,576 (α=0,01)

Statistique U de Mann-Whitney
U=n1n2+n1(n1+1)2−R1U = n_1 n_2 + \frac{n_1(n_1+1)}{2} - R_1

Qu'est-ce qu'une table U de Mann-Whitney ?

La table U de Mann-Whitney fournit des valeurs critiques pour le test U de Mann-Whitney (aussi appelé test de la somme des rangs de Wilcoxon). Ce test non paramétrique compare deux groupes indépendants lorsque les hypothèses du test t sont violées—particulièrement lorsque les données sont ordinales ou non normalement distribuées.

Quand utiliser le test U de Mann-Whitney

Choisir ce test lorsque :

  • Comparer deux groupes indépendants
  • Les données sont ordinales ou continues mais non normales
  • Les tailles d'échantillon sont petites (n < 30)
  • Des valeurs aberrantes sont présentes
  • Vous voulez tester les différences dans la distribution ou la médiane

C'est l'alternative non paramétrique au test t pour échantillons indépendants.

Comment fonctionne le test

  1. Combiner toutes les observations des deux groupes
  2. Classer de la plus petite (1) à la plus grande
  3. Additionner les rangs pour chaque groupe (R₁, R₂)
  4. Calculer U en utilisant :

U1=n1n2+n1(n1+1)2−R1U_1 = n_1 n_2 + \frac{n_1(n_1+1)}{2} - R_1

U2=n1n2−U1U_2 = n_1 n_2 - U_1

U=min⁡(U1,U2)U = \min(U_1, U_2)

Comment lire la table

  1. Soit n₁ = taille d'échantillon plus petite, n₂ = taille d'échantillon plus grande
  2. Trouver l'intersection de n₁ (ligne) et n₂ (colonne)
  3. Cela donne la valeur U critique

Décision : Si votre U calculé ≤ U critique, rejeter H₀.

Exemple : Groupe A (n₁ = 8), Groupe B (n₂ = 12), α = 0,05 (bilatéral) :

  • U critique = 22
  • Si U calculé = 18, rejeter H₀ (les groupes diffèrent)

Exemple travaillé

Données :

  • Groupe A : 12, 15, 18, 20 (n₁ = 4)
  • Groupe B : 22, 25, 28, 30, 35 (n₂ = 5)

Étapes :

  1. Rangs combinés : 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9

  2. Rangs du groupe A : 1, 2, 3, 4 → R₁ = 10

  3. Rangs du groupe B : 5, 6, 7, 8, 9 → R₂ = 35

  4. Calculer U :

    • U₁ = (4)(5) + 4(5)/2 - 10 = 20 + 10 - 10 = 20
    • U₂ = (4)(5) - 20 = 0
    • U = min(20, 0) = 0
  5. De la table à α = 0,05 : U critique = 1

  6. Puisque 0 ≤ 1, rejeter H₀

Gestion des ex aequo

Lorsque des observations ont la même valeur :

  1. Leur attribuer la moyenne des rangs qu'elles occuperaient
  2. Continuer à classer normalement les valeurs suivantes
  3. Envisager d'utiliser une correction pour ex aequo pour l'approximation normale

Approximation normale (grands échantillons)

Pour n₁ ou n₂ > 20, utiliser :

μU=n1n22\mu_U = \frac{n_1 n_2}{2}

σU=n1n2(n1+n2+1)12\sigma_U = \sqrt{\frac{n_1 n_2 (n_1 + n_2 + 1)}{12}}

z=U−μUσUz = \frac{U - \mu_U}{\sigma_U}

Comparer z aux valeurs critiques normales standard (±1,96 pour α = 0,05, bilatéral).

Interprétation

Le test U de Mann-Whitney répond : « Si je choisis aléatoirement une observation de chaque groupe, quelle est la probabilité que l'observation du groupe 1 dépasse celle du groupe 2 ? »

La relation est :

P(Groupe 1>Groupe 2)=Un1n2P(\text{Groupe 1} > \text{Groupe 2}) = \frac{U}{n_1 n_2}

Taille d'effet

La corrélation rang-bisériale mesure la taille d'effet :

r=1−2Un1n2r = 1 - \frac{2U}{n_1 n_2}

Valeur rInterprétation
0,1Petit effet
0,3Effet moyen
0,5Grand effet

Comparaison avec le test t

AspectTest tU de Mann-Whitney
Type de donnéesIntervalle/rapportOrdinale ou mieux
DistributionNormaleToute
Teste pourDifférence de moyenneDécalage de distribution
PuissancePlus élevée si normaleRobuste aux violations

Outils connexes

Résumé

La table U de Mann-Whitney permet le test d'hypothèse pour deux groupes indépendants sans supposer la normalité. En comparant votre statistique U calculée à la valeur critique, vous pouvez déterminer si deux groupes proviennent de distributions différentes. Pour les échantillons plus grands, l'approximation normale élimine le besoin de tables, mais pour les petits échantillons (n ≤ 20), les valeurs critiques exactes de cette table garantissent un contrôle précis de l'erreur de type I.