分散分析 計算
分散分析 計算ツールは、2つ以上の群の平均に差があるかを調べます。群ごとに1行ずつ測定値を入れると、F値・p値・分散分析表・効果量η²がわかります。例:平均が5・9・10の3群ならF=9.26、p=0.0024です。
計算方法
一元配置分散分析(ANOVA)は、t検定を何度も繰り返さずに、3つ以上の群の平均に差があるかを調べる方法です。群の間のばらつきと群の中のばらつきを比べます。群間の差が群内の「ノイズ」よりはっきり大きいと、Fは大きく、pは小さくなります。
計算の流れ
- 平方和:群間 SS = Σ nᵢ · (x̄ᵢ − x̄)²、群内 SS = Σ (x − x̄ᵢ)²。
- 平均平方:MS = SS / 自由度(df₁ = k − 1、df₂ = N − k)。
- F値:F = 群間MS / 群内MS。
- p値:すべての群の平均が等しいとき、これほど大きなFが出る確率(F分布)。
例
6個ずつの3群の平均が5・9・10のとき、F(2, 15) = 9.26、p = 0.0024です。pが0.05より小さいので、平均には有意な差があります。η² = 0.55で、全体のばらつきの約55%が群の違いで説明できます。
前提条件
- 測定値が独立していること(同じ人や対象を複数の群に入れない)。
- 各群がおおむね正規分布に従うこと(群の大きさが近ければ大きな問題になりません)。
- どの群もばらつきが似ていること。大きく違う場合はウェルチのANOVAが向いています。
有意だったあとは?
ANOVAは「どれかの平均に差がある」ことしか示さず、どの群かはわかりません。その場合はTukey HSDなどの事後検定や、補正つきの対ごとのt検定を行います。効果量η²は差の大きさの目安です(約0.01で小、0.06で中、0.14で大)。
よくある質問
分散分析はいつ使いますか?
3つ以上の独立した群の平均を比べるときです(例:3つの指導法、4種類の肥料)。2群ならt検定で足り、分散分析でも同じ結果になります。
分散分析のp値の読み方は?
本当はすべての平均が等しいとしたとき、群の間にこれほど大きな差が出る確率です。pが有意水準α(通常0.05)より小さければ、差は有意です。
η²(イータ二乗)とは?
全体のばらつきのうち群の違いで説明できる割合です(群間SS / 全体SS)。目安は0.01が小、0.06が中、0.14が大です。
どの群が違うのですか?
Tukey HSDやボンフェローニ補正つきt検定などの事後検定でわかります。分散分析自体は、少なくとも1つ差があることを示すだけです。
分散が等しくないときは?
ウェルチのANOVAのほうが頑健です。最大の標準偏差が最小の2倍を超えると、このツールが知らせます。
出典・根拠
- 7.4.3: NIST/SEMATECH e-Handbook – One-factor ANOVA
- 1.3.6.6.5: NIST/SEMATECH e-Handbook – F distribution
- Wikipedia – Analysis of variance and effect size η²
更新日: · 編集方針
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