370 likes | 537 Views
6. Változók és csoportok összehasonlítása varianciaanalízissel. Több független minta átlagának összehasonlítása Több összetartozó minta átlagának összehasonlítása Átlagok kétszempontos összehasonlítása. Tartalom. Kettőnél több független minta átlagának összehasonlítása. 80. 60. 40. 20.
E N D
6. Változók és csoportok összehasonlításavarianciaanalízissel
Több független minta átlagának összehasonlítása Több összetartozó minta átlagának összehasonlítása Átlagok kétszempontos összehasonlítása Tartalom
Kettőnél több független minta átlagának összehasonlítása
80 60 40 20 GBR-csökkenés 0 -20 -40 -60 Agr1 Agr2 Agr3 Fény Verbális Kísérleti csoport
Két ellentétes hatás: Minél jobban szóródnak a mintaátlagok, annál jobban eltérnek egymástól a minták. Minél jobban szóródnak az adatok az egyes mintákon belül, annál nagyobb az átfedés, annál kevésbé különböztethetők meg egymástól a minták. Különbözik-e a minták elméleti nagyságszintje?
80 60 40 20 GBR-csökkenés 0 -20 -40 -60 Agr1 Agr2 Agr3 Fény Verbális Kísérleti csoport
Varianciaanalízis (VA) • Vark = Átlagok varianciája = Hatásvariancia • Varb = Minták átlagos varianciája = Hibavariancia • Próbastatisztika: F = Vark/Varb • F = Hatásvariancia/Hibavariancia
Nullhipotézis: elméleti átlagok egyenlősége: H0: m1 = m2 = ... = mI Ha igaz H0, akkor a fenti F mennyiség közelítőleg F-eloszlású. Ha F elég nagy, akkor H0-t elutasítjuk. F p (szignifikancia p-értéke) Ha p elég kicsi, akkor H0-t elutasítjuk. Egyszempontos független mintás VA
Nullhipotézis: elméleti átlagok egyenlősége: H0: m1 = m2 = ... = mI Ha igaz H0, akkor a fenti F mennyiség közelítőleg F-eloszlású. Ha F elég nagy, akkor H0-t elutasítjuk. F p (szignifikancia p-értéke) Ha p elég kicsi, akkor H0-t elutasítjuk. Egyszempontos független mintás VA
Nullhipotézis: elméleti átlagok egyenlősége: H0: m1 = m2 = ... = mI Ha igaz H0, akkor a fenti F mennyiség közelítőleg F-eloszlású. Ha F elég nagy, akkor H0-t elutasítjuk. F p (szignifikancia p-értéke) Ha p elég kicsi, akkor H0-t elutasítjuk. Egyszempontos független mintás VA
Nullhipotézis: elméleti átlagok egyenlősége: H0: m1 = m2 = ... = mI Ha igaz H0, akkor a fenti F mennyiség közelítőleg F-eloszlású. Ha F elég nagy, akkor H0-t elutasítjuk. F p (szignifikancia p-értéke) Ha p elég kicsi, akkor H0-t elutasítjuk. Egyszempontos független mintás VA
Nullhipotézis: elméleti átlagok egyenlősége: H0: m1 = m2 = ... = mI Ha igaz H0, akkor a fenti F mennyiség közelítőleg F-eloszlású. Ha F elég nagy, akkor H0-t elutasítjuk. F p (szignifikancia p-értéke) Ha p elég kicsi, akkor H0-t elutasítjuk. Egyszempontos független mintás VA
VA alkalmazási feltételei • Minták függetlensége • Normalitás • Elméleti szórások egyenlősége (szóráshomogenitás): σ1 = σ2 = ... = σI
Mit csináljunk, ha a szórás-homogenitás feltétele erősen sérül? Robusztus varianciaanalízisek • Welch-próba • James-próba • Brown-Forsythe-próba
Mit csináljunk, ha a függő változó normalitása nagyon sérül? • Összehasonlított populációk homogenitásának tesztelése rangsorolásos eljárásokkal. • Szakmai kérdés: kilóg-e valamelyik populáció (alulról vagy felülről) a többi közül? • Nagyobbak-e (kisebbek-e) valamelyik populációban az adatok, mint a többiben?
x i Egy számítási példa Agr Agr Agr Fény Verb. 1 2 3 5 4 6 4 4 n i 14,50 6,75 5,20 -13,45 -30,08 s 29,60 9,15 6,96 13,11 14,57 i
Szóráshomogenitás ellenőrzése • Levene-próba: • F(4; 7) = 0,784 (p > 0,10, n. sz.) • O’Brien-próba: • F(4; 8) = 1,318 (p > 0,10, n. sz.)
Hagyományos VA • Hatásvariancia: Vark = 1413,9 • Hibavariancia:Varb = 286,2 • F próbastatisztika: • F(4; 18) = 4,940** • p-érték:p = 0,0073 (p < 0,01)
Robusztus VA-k • Welch-próba: • W(4;7,8) = 5,544*(p = 0,0203) • James-próba: • U = 27,851* (p < 0,05) • Brown-Forsythe-próba: • BF(4; 9) = 5,103* (p = 0,0200)
H0 elutasítása esetén utóelemzés: az összes átlag páronkénti összehasonlítása • Ha az elméleti átlagok különböznek, hogyan teszik ezt? Mi az eltérések mintázata? • Cél: úgy végezzük el az összes páronkénti összehasonlítást, hogy a hiba ne nőjön meg. • Szóráshomogenitás igaz: Tukey-Kramer-próba • Szóráshomogenitás sérül: Games-Howell-próba
A bemutatott példa utóelemzése Tukey-Kramer-próba: T12= 0,97 T13= 1,28 T14= 3,48 T15= 5,55** T23= 0,20 T24= 2,39 T25= 4,35* T34= 2,42 T35= 4,57* T45= 1,97
Utóelemzés konklúziói • Legszignifikánsabb különbségaz 1. és az 5. minta átlaga között van (T15**) • Az 5. minta (Verbális) átlaga három másik átlagtól is szignifikánsan különbözik (T25*, T35*, T15**) • Az 5. minta (Verbális) kilógása okozza az öt átlag szignifikáns különbségét.
Kettőnél több összetartozó minta átlagának összehasonlítása Minden nagyjából úgy történik, mint független minták esetén, csak más képletekkel.
Eltérések • A szóráshomogenitás a változók páronkénti különbségeire vonatkozik (szfericitás) • A szóráshomogenitás sérülésének mértékét az epszilon együtthatók jelzik • Robusztus alternatívák (Greenhouse-Geisser, Huynh-Feldt) • Átlagok páronkénti összehasonlítása (Tukey)
Hagyományos VA Hatásvariancia: Vark = 1686,9 Hibavariancia:Vare = 121,4 F-érték:F(2; 226) = 13,896*** Átlagok páronkénti összehas.: T12= 6,01** T13= 0,82 T23= 6,83**
Epszilon együtthatók Geisser-Greenhouse-féle ε: ε = 0,964 Huynh-Feldt-féle ε: ε = 0,980 Szabadságfok korrekció: A robusztus próbáknál ilyen arányban csökkennek a szabadságfokok
Robusztus VA-k Geisser-Greenhouse-féle VA: F(2; 218) = 13,896*** (p = 0,0000) Huynh-Feldt-féle VA: F(2; 222) = 13,896*** (p = 0,0000) Konklúzió:A 2. (intervenció alatt mért) pulzus kilóg a többi közül.
Kétszempontos független mintás VA Független változók: 2 csoportosító változó (pl. nem és iskolázottság)
A nem és az iskolázottság hatása a Ruha%-ra 5 4 3 Nő Ruha% Férfi 2 1 0 Alsófok Középfok Felsőfok
A nem és az iskolázottság hatása a Szex%-ra 4 3 Nő Szex% Férfi 2 1 0 Alsófok Középfok Felsőfok
Kétszempontos vegyes VA Független változók (szempontváltozók): 1 csoportosító változó (pl. nem) és 1 ismételt méréses szempont (pl. időpont)
A nem és a frusztráció hatása a pulzusra 105 100 Nő Pulzus 95 Férfi 90 85 1. mérés 2. mérés 3. mérés
Teljes variabilitás A szemp. B szemp. AB interakc. Maradék hiba Interakció: ha az A szempont hatása eltér a B szempont különböző szintjein. (Ha az együttes hatás nem egyezik meg az egyedi hatások sima összegével)
Var F = A A Var b Var F = B B Var b Var AB F = AB Var b A kétszempontos ftl. mintásVA összefoglaló táblázata Hatás Szab.fok Variancia F-érték A f = I - 1 Var A A f = J - 1 Var B B B AB Var f = f × f AB AB A B Hiba Var f = N - I × J b b
Nem hagyományos kétszempontos VA-k • Robusztus kétszempontos VA • Kétszempontos trimmelt VA • Kétszempontos rang VA