PQStat Podręcznik Użytkownika PQStat English pqstat.pl

ANOVA Q-Cochrana

Kiedy stosować ten test:

Analiza wariancji Q-Cochrana (Cochran, 1950[40]) jest rozszerzeniem testu McNemara na \(k\geq2\) grup zależnych. Pozwala sprawdzić, czy wyniki kilkukrotnych pomiarów cechy dwuwartościowej (np. odpowiedź poprawna/błędna) są symetryczne, czyli czy proporcja jednej z wartości jest taka sama we wszystkich pomiarach.

Warunki stosowania

Jak ustawić analizę

Statystyka \(\to\) Testy nieparametryczne (kat. nieuporządkowane) \(\to\) ANOVA Q-Cochrana (lub poprzez Kreator).

Krok 1. Wskaż zmienne odpowiadające kolejnym pomiarom (zakodowane jako 0/1).
Krok 2. Jeśli test wykaże istotną różnicę, dobierz test POST-HOC Dunn.
Krok 3. Uruchom analizę.
Uwaga! Test ten można wyliczyć wyłącznie na podstawie danych surowych.

Wykonanie i interpretacja

Przykład 1. (plik test.pqs)
Chcemy porównać trudność 3 pytań testowych. W tym celu z badanej populacji osób, do których adresowany jest test, wybieramy 20-osobową próbę. Każda osoba z próby udziela odpowiedzi na 3 pytania zawarte w teście, po czym sprawdzamy poprawność tych odpowiedzi (odpowiedź poprawna lub błędna). Wyniki zawiera poniższa tabela.

NrOdpowiedź – pytanie 1Odpowiedź – pytanie 2Odpowiedź – pytanie 3
1poprawnapoprawnabłędna
2błędnapoprawnabłędna
3poprawnapoprawnapoprawna
4błędnapoprawnabłędna
5błędnapoprawnabłędna
6błędnapoprawnapoprawna
7błędnabłędnabłędna
8błędnapoprawnabłędna
9poprawnapoprawnabłędna
10błędnapoprawnabłędna
11błędnabłędnabłędna
12błędnabłędnapoprawna
13błędnapoprawnabłędna
14błędnabłędnapoprawna
15poprawnabłędnabłędna
16błędnabłędnabłędna
17błędnapoprawnabłędna
18błędnapoprawnabłędna
19błędnabłędnabłędna
20poprawnapoprawnabłędna

\(p=0.007699\) (istotne statystycznie, \(\alpha=0.05\))
Pytania testowe wykazują różny stopień trudności.


Wznawiamy analizę przyciskiem , by wykonać test POST-HOC, i w oknie opcji testu wybieramy POST-HOC Dunn.

Wykonana analiza POST-HOC wskazuje, że różnice dotyczą pytania 2. i 1. oraz 2. i 3. Różnica ta polega na tym, że pytanie 2. jest łatwiejsze niż 1. i 3. (liczba poprawnych odpowiedzi jest tu wyższa).

DLA ZAINTERESOWANYCH

Hipotezy:

\[\begin{array}{cl} \mathcal{H}_0: & \text{wszystkie ,,niezgodne'' liczności obserwowane są sobie równe,} \\ \mathcal{H}_1: & \text{nie wszystkie ,,niezgodne'' liczności obserwowane są równe,} \end{array}\]

gdzie „niezgodne” liczności obserwowane to liczności obserwowane wyliczone, gdy wartość badanej cechy jest różna w kolejnych pomiarach.

Wzory:
Statystyka testowa ma postać:

\[ Q=\frac{(k-1)\left(kC-T^2\right)}{kT-R} \]

gdzie:
\(T=\sum_{i=1}^n\sum_{j=1}^kx_{ij}\),
\(R=\sum_{i=1}^n\left(\sum_{j=1}^kx_{ij}\right)^2\),
\(C=\sum_{j=1}^k\left(\sum_{i=1}^nx_{ij}\right)^2\),
\(x_{ij}\) – wartość \(j\)-tego pomiaru dla \(i\)-tego obiektu (czyli 0 lub 1).

Statystyka ta ma asymptotycznie (dla dużych liczności) rozkład \(\chi^2\) z liczbą stopni swobody \(df=k-1\).

Wyznaczoną na podstawie statystyki testowej wartość \(p\) porównujemy z poziomem istotności \(\alpha\): gdy \(p \le \alpha\), odrzucamy \(\mathcal{H}_0\) na rzecz \(\mathcal{H}_1\); gdy \(p > \alpha\), nie ma podstaw, aby odrzucić \(\mathcal{H}_0\).

Testy POST-HOC

Wprowadzenie do kontrastów i testów POST-HOC znajduje się w rozdziale Kontrasty i testy POST-HOC dotyczącym jednoczynnikowej analizy wariancji.

Test Dunna
Stosowany dla porównań prostych (liczność w poszczególnych pomiarach zawsze jest taka sama).

Przykład – porównania proste (dla różnicy proporcji jednej wybranej pary pomiarów).
Hipotezy:

\[\begin{array}{cl} \mathcal{H}_0: & \text{wybrane ,,niezgodne'' liczności obserwowane są sobie równe,} \\ \mathcal{H}_1: & \text{wybrane ,,niezgodne'' liczności obserwowane są różne,} \end{array}\]
  • \(\mathfrak{(i)}\)

    Wartość najmniejszej istotnej różnicy wyliczana jest ze wzoru:

    \[ NIR=Z_{\frac{\alpha}{c}}\sqrt{2\frac{kT-R}{n^2k(k-1)}}, \]

    gdzie \(Z_{\frac{\alpha}{c}}\) to wartość krytyczna (statystyka) rozkładu normalnego dla poziomu istotności \(\alpha\) skorygowanego o liczbę możliwych porównań prostych \(c\).

  • \(\mathfrak{(ii)}\)

    Statystyka testowa ma postać:

    \[ Z=\frac{\sum_{j=1}^k c_jp_j}{\sqrt{2\frac{kT-R}{n^2k(k-1)}}}, \]

    gdzie \(p_j\) – proporcja \(j\)-tego pomiaru \((j=1,2,...k)\). Statystyka ta ma asymptotycznie (dla dużych liczności) rozkład normalny, a wartość \(p\) jest korygowana o liczbę możliwych porównań prostych \(c\).