Um modelo matemático associado a experimentos com um fator aleatório é
onde: é a média geral de todas as observações;
é o efeito aleatório do i-ésimo nível na variável dependente;
é um erro casual não observável.
Supondo que , são independentes, que
são variáveis aleatórias independentes e identicamente distribuídas normais com média zero e variância
, e que
são variáveis aleatórias independentes e identicamente distribuídas normais com média zero e variância
, então,