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。

出典:7.4.3, NIST/SEMATECH e-Handbook – One-factor ANOVA。更新日:

1群につき1行、数値はスペースで区切ります(小数点はピリオドかカンマ)。2群以上、各群2個以上。
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結果

検定結果
F(2; 15) = 9.265; p = 0.002399
判定
p=0.002399はα=5%より小さいため、群の平均には有意な差があります(「すべて等しい」というH₀を棄却)。
効果量
η²=0.553(コーエンのf=1.111):大きい効果
分散分析表
要因SSdfMSFp
群間842429.2650.002399
群内68154.533
全体15217
群ごとの値
群n平均標準偏差
群1651.79
群2692.19
群36102.37
途中式
  • SS_zw = Σ nᵢ · (x̄ᵢ − x̄)² = 84; SS_in = Σ (x − x̄ᵢ)² = 68
  • MS_zw = SS_zw / (k − 1) = 84 / 2 = 42; MS_in = SS_in / (N − k) = 68 / 15 = 4.533
  • F = MS_zw / MS_in = 9.265
  • η² = SS_zw / SS_gesamt = 0.553

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

  1. 平方和:群間 SS = Σ nᵢ · (x̄ᵢ − x̄)²、群内 SS = Σ (x − x̄ᵢ)²。
  2. 平均平方:MS = SS / 自由度(df₁ = k − 1、df₂ = N − k)。
  3. F値:F = 群間MS / 群内MS。
  4. 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

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

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