background image

 

 

TESTOWANIE HIPOTEZ 

DOTYCZĄCYCH WIELU 

PRÓB

background image

 

 

Jeśli porównujemy kilka prób ze sobą za pomocą testów 
dla dwóch prób - koniecznie należy stosować odpowiednie 
poprawki obniżające prawdopodobieństwo popełnienia 
błędu I rodzaju.

PORÓWANIA WIELOKROTNE - ZAPLANOWANE

Testując hipotezę, że 2 próby pochodzą z tej samej populacji przy 
poziomie istotności 0,05 (5%) uzyskujemy prawdopodobieństwo 
poprawnego przyjęcia hipotezy zerowej 0,95 (95%). 

Testując hipotezę, że 3 próby pochodzą z tej samej populacji przy 
poziomie istotności 0,05 (5%) uzyskujemy prawdopodobieństwo 
poprawnego przyjęcia hipotezy zerowej 0,95

3

 = 0,86 (86%). Oznacza 

to, że przy takim porównaniu poziom istotności wynosi 0,14 (14%) 
zamiast zakładanego 0,05 (5%). 

background image

 

 

METODA Dunn-Šidáka

k

a

a

1

)

1

(

1

'

α 

– zakładany poziom istotności

α’ 

– nowy poziom istotności

– liczba testów porównujących dwie próby

017

,

0

95

,

0

1

)

05

,

0

1

(

1

'

3

1

3

1

a

Przy testowaniu 3 prób testami dla dwóch prób poziom 

istotności z 0,05 zmienia się na 0,017

background image

 

 

METODA Bonferroniego

k

a

''

Przy testowaniu 3 prób testami dla dwóch prób poziom 

istotności z 0,05 zmienia się na 0,017

017

,

0

3

05

,

0

''

a

Nie można stosować porównań niezaplanowanych po 
analizie wariancji.  Wykonuje się wtedy tzw. testy testy 
zaplanowane nazywane też a posteriori lub post-hoc.

background image

 

 

ANOVA

background image

 

 

1. Oblicza się średnią arytmetyczną dla danej próby 
2. Odejmuje się od każdego elementu próby średnią - otrzymując się 

w ten sposób odchylenia poszczególnych pomiarów od średniej

3. Podnosi się każdą wartość odchylenia od średniej do kwadratu
4. Dodaje się kwadraty odchyleń od średniej otrzymując sumę 

kwadratów odchyleń

5. Dzieląc sumę kwadratów odchyleń przez liczebność próby 

otrzymuje się wariancję danej próby

 

2

1

1

2

n

x

x

s

n

i

i

ANALIZA WARIANCJI - WPROWADZENIE

Gdyby wartości wszystkich elementów w próbie były takie same, to 

wariancja wynosiłaby zero 

Wariancja wskazuje na zmienność danej cechy w próbie

background image

 

 

ANALIZA WARIANCJI - WPROWADZENIE

Pomierzono w trzech kolejnych sezonach zimowych w Gdańsku 
zmierzono po 30 młodych łysek. Należy sprawdzić czy średnia 
długość skrzydła u tego gatunku w kolejnych latach jest taka sama 
(czy ptaki te pochodzą z tej samej populacji).

Wariancja ogólna (na podstawie wszystkich 90 pomiarów) 

  

    

6,36

Wariancja wewnątrzgrupowa (średnia arytmetyczna ważona z 3 wariancji

)   

6,12

Wariancja międzygrupowa (wariancja między średnimi) 0,5678 * 30   
=     

17,03

Wartość wariancji obliczonej ze średnich należy pomnożyć przez liczebność 
grup

Gdyby pomiary pochodziły z różnych populacji, to 
zmienność (wariancja) między grupami byłaby większa 
niż wewnątrz grup. 

background image

 

 

ANALIZA WARIANCJI - WPROWADZENIE

Do oceny czy wariancja międzygrupowa istotnie różni się od wariancji 
wewnątrzgrupowej stosuje się statystykę 

(test F)

Wartość statystyki 

F

 otrzymuje się dzieląc międzygrupową sumę 

kwadratów odchyleń przez wewnątrzgrupową sumę kwadratów 
odchyleń

Jeśli wartość 

F

 jest mniejsza od 1, lub wariancja międzygrupowa jest 

mniejsza od 1, to w takim przypadku hipotezę zerową przyjmuje się 
od razu
Statystyka 

F

 ma rozkład F Snedecora. Istotność różnic bada się 

porównując otrzymaną wartość 

F

 

z wartością teoretyczną dla danej 

liczby stopni swobody

Dla rozpatrywanego przykładu: 

F=2,78

df

międzygr

.=(k-1) = 3 – 1 = 

2

df

wewnątrzgr.

=

(

N-k) = 90 – 3 = 

87

Wartość teoretyczna dla poziomu istotności 0,05 i df

1

=2 oraz df

2

=87 wynosi 

3,84

-3,84

3,84

0

2,78

x

Otrzymana wartość F leży poza obszarem krytycznym. Nie ma podstaw do 
odrzucenia H

0

Łyski zimujące w Gdańsku w badanych sezonach pochodziły z tej samej 
populacji.

background image

 

 

ANALIZA WARIANCJI - OGRANICZENIA

ANOVA dotyczy danych w skali interwałowej lub ilorazowej

• Próby powinny być niezależne i losowe

• Wariancje w poszczególnych grupach muszą być sobie równe

• Każda z prób musi pochodzić z populacji o rozkładzie 
normalnym

• Średnie w grupach nie mogą być skorelowane z wariancjami 

(tzw. model addytywny)

W praktyce jednak okazało się, że ANOVA jest 
stosunkowo odporna na niewielkie odstępstwa od 
wymagań o normalności rozkładów i jednorodności 
wariancji w próbach.

Podobnie jak przy innych procedurach parametrycznych istnieją 
pewne warunki, które muszą zostać spełnione, aby móc 
stosować ANOVA:

background image

 

 

ANOVA – NIEZALEŻNOŚĆ I LOSOWOŚĆ PRÓB

Elementy do prób muszą być wybierane losowo i niezależnie. 
Wybór danego elementu nie może zmieniać 
prawdopodobieństwa wybrania innego.

ANOVA – ZGODNOŚĆ Z ROZKŁADEM NORMALNYM

Założenie o normalności rozkładu dotyczy każdej z badanych 
prób 

W przypadku rozkładów skrajnie odbiegających od rozkładu 
normalnego zaleca się transformację danych lub stosowanie 
nieparametrycznego odpowiednika ANOVA – testu Kruskala-
Wallisa

Wraz ze wzrostem próby zwiększa się odporność ANOVA na 
odstępstwa od rozkładu normalnego. 

background image

 

 

ANOVA – JEDNORODNOŚĆ WARIANCJI

Do sprawdzenia założenia o jednorodności wariancji służą testy 
porównujące wariancje w próbach.

Test Levena 

– w ostatnich latach krytykowany za nieodporność na 

odchylenia od normalności rozkładów w próbach.

Test Browna–Forsythe’a 

– ostatnio bardziej polecany od testu Levena 

ze względu na większą odporność na odchylenia od normalności 
rozkładów w próbach.

Test Bartletta 

– może dawać mylne wyniki przy odstępstwach od 

normalności rozkładów w próbach.

Test Hartleya 

i

 test Cochrana 

– wymagają by liczebności w próbach 

były jednakowe.

ANOVA jest dość odporna na odstępstwa od założenia o jednorodności 
wariancji, szczególnie przy podobnych liczebnościach w grupach. W 
przypadku dużych różnic między wariancjami zaleca się 
transformację danych lub stosowanie testu Kruskala-Wallisa

background image

 

 

ANOVA – BRAK KORELACJI MIĘDZY ŚREDNIMI I WARIANCJAMI

Do sprawdzenia tego założenia służy wykres punktowy pokazujący 
zależność wariancji (lub odchylenia standardowego) od  średniej w 
grupach. 

Punkty na wykresie nie mogą układać się wzdłuż przekątnej.

Takie ułożenie wskazuje na korelację wariancji i średnich (im większa 
wartość średniej, tym większa wariancja)
 – tzw. 

multiplikatywność

ś r e d n ia

w

ar

ia

nc

ja

ś r e d n ia

w

ar

ia

nc

ja

multiplikatywność

addytywność

Model multiplikatywny występuje najczęściej w eksperymentach 
gdzie bada się zmienność danej cechy w czasie, lub gdy wartość 
pomiaru zależy od wartości początkowej – np. względny przyrost 
ciężaru, zmiany liczebności.

Model multiplikatywny można sprowadzić do addytywnego 
logarytmując dane

Przyczyną korelacji między wariancjami i średnimi często bywają obserwacje 
odstające

background image

 

 

ANALIZA WARIANCJI

Badano wielkość zniesienia u 4 gatunków sikor. Należy sprawdzić, czy gatunki 
te różnią się średnią liczbą składanych jaj

H

0

: Średnia liczba jaj składanych przez 4 gatunki sikor jest taka sama. 

H

A

: Średnia liczba jaj składanych przez 4 gatunki sikor 

nie

 jest taka sama. 

Przykład 13

Sprawdzanie założenia o normalności rozkładów

GATUNEK

średnia

N

SD

bogatka

8,1

90

1,49

modraszka

9,4

90

1,41

czarnogłówka

6,4

82

1,27

szarytka

6,7

79

1,23

4

5

6

7

8

9

1 0 1 1 1 2

0

1 0

2 0

3 0

4 0

4

5

6

7

8

9

1 0 1 1 1 2

4

5

6

7

8

9

1 0 1 1 1 2

4

5

6

7

8

9

1 0 1 1 1 2

0

1 0

2 0

3 0

4 0

N

N

c z a r n o g łó w k a

m o d r a s z k a

s z a r y tk a

b o g a tk a

background image

 

 

ANALIZA WARIANCJI

Przykład 13 cd.

Sprawdzanie założenia o jednorodności wariancji

Test Levena; F

3,337

=2,48; 

p=0,061

Test Browna-Forsythe’a; F

3,337

=2,97; 

p=0,032

Test Bartletta; 

2=3,15

p=0,368

Sprawdzanie założenia o braku korelacji między średnimi i wariancjami

1 , 2 0

1 , 2 2

1 , 2 4

1 , 2 6

1 , 2 8

1 , 3 0

1 , 3 2

1 , 3 4

1 , 3 6

1 , 3 8

1 , 4 0

1 , 4 2

1 , 4 4

1 , 4 6

ś r e d n ia

od

ch

yl

en

ie

 

st

a

nd

ar

do

w

e

background image

 

 

ANALIZA WARIANCJI

Przykład 13 cd.

ANOVA; F

3,337

=90,62;

 

p<0,0001

 

Cztery badane gatunki sikor wysoce istotnie różnią się 

średnią wielkością zniesienia

Hipotezę zerową odrzucamy z prawdopodobieństwem popełnienia błędu 

mniejszym niż 0,0001 (0.01%)

Do sprawdzenia istotności różnic między poszczególnymi 
próbami służą testy post-hoc (a-posteriori)

ANOVA nie daje odpowiedzi które próby różnią się między 
sobą

W wyniku ANOVA otrzymaliśmy informację, że badane 
próby (gatunki) nie pochodzą z jednej populacji (populacji 
statystycznej)
.

background image

 

 

ANALIZA WARIANCJI - 

testy post-hoc 

Testy post-hoc (a-posteriori) wykonuje się wyłącznie po ANOVA, gdy 
ANOVA wykazała istotne różnice między próbami

Test Scheffego

 – test najbardziej konserwatywny. Prawdopodobieństwo 

odrzucenia prawdziwej H

0

 jest stałe i najmniejsze spośród testów post-hoc, 

niezależnie od liczby porównywanych prób. 

Test Tukeya

 – test mniej konserwatywny od poprzedniego. 

Prawdopodobieństwo odrzucenia prawdziwej H

0

 jest stałe, niezależnie od 

liczby porównywanych prób.
Test Tukeya

 

dla grup o nierównej liczebności nazywany jest 

testem Spjotvolla 

i Stolinea

 

Test Newmana-Keulsa

 – test mniej konserwatywny od poprzednich. 

Prawdopodobieństwo odrzucenia prawdziwej H

0

 

nie

 jest stałe i wzrasta wraz z 

liczbą porównywanych prób. Nie jest polecany gdy liczba porównywanych 
grup jest duża.

Test Duncana

 – test najmniej konserwatywny. Prawdopodobieństwo 

odrzucenia prawdziwej H

0

 

nie

 jest stałe i wzrasta wraz z liczbą 

porównywanych prób. Np. przy k=10 i α=0,05, prawdopodobieństwo 
popełnienia błędu I rodzaju wynosi 0,40 (40%). Nie jest polecany gdy liczba 
porównywanych grup jest duża.

ANOVA dla dwóch prób (porównująca dwie średnie wartości) jest 
tożsama z testem t-Studenta. W tym przypadku wykonywanie testów 
post-hoc nie ma sensu.

background image

 

 

ANALIZA WARIANCJI - 

testy post-hoc 

Testy post-hoc można uporządkować w zależności od 
prawdopodobieństwa popełnienia błędu I i II rodzaju

test Scheffego

  test Tukeya   test Newmana-Keulsa

     test Duncana

Prawdopodobieństwo popełnienia błędu I rodzaju

 

(odrzucenie 

prawdziwej H

0

)

 

Prawdopodobieństwo popełnienia błędu II rodzaju

 

(przyjęcie 

fałszywej H

0

)

 

Decyzja o wyborze testu post-hoc opiera się na znaczeniu błędów I i II 
rodzaju w prowadzonych badaniach. 

Jeśli w badaniach koncentrujemy się na prostym porównaniu średnich 
w próbach, to najbardziej polecany jest test Tukeya. 

Może się zdarzyć (zwłaszcz przy małych próbach), że pomimo 
odrzucenia Ho 
przez ANOVA i stwierdzeniu, że badane próby nie pochodzą z jednej 
populacji, test post-hoc nie wykaże istotnych różnic. Wynikać to może 
m.in. z faktu, że ANOVA jest silniejszą procedurą niż stosowany test 
post-hoc. Można w takim przypadku wybrać mniej konserwatywny 
test post-hoc. 

background image

 

 

ANALIZA WARIANCJI

Przykład 13 cd.

bogatka

modraszka czarnogłówka szarytka

bogatka

0,000008

0,000008 0,000008

modraszka

0,000008

0,000008 0,000008

czarnogłówka

0,000008

0,000008

0,700051

szarytka

0,000008

0,000008

0,700051

Wyniki testu Tukeya – tabela z wartościami p

Wyniki testu Tukeya – układ grup jednorodnych

średnia

1

2

3

bogatka

8,1

****

modraszka

9,4

****

czarnogłówka

6,4

****

szarytka

6,7

****

Badane 4 gatunki sikor różnią się istotnie pod względem liczby składanych jaj 
(ANOVA; F3,337=90,62; p<0,0001).  Bogatka i modraszka składają średnio 
więcej jaj niż czarnogłówka i szarytka, a modraszka składa istotnie więcej jaj od 
bogatki (test Tukeya; p<0,05).

Badane 4 gatunki sikor różnią się istotnie pod względem liczby składanych jaj 
(ANOVA; F3,337=90,62; p<0,0001). Jedynie średnia liczba jaj składanych 
przez czarnogłówkę i szarytkę nie różni się istotnie (test Tukeya; p>0,05).

background image

 

 

ANALIZA WARIANCJI

Przykład 13 cd.

Porównanie wielkości zniesienia u 
4 gatunków sikor. Linia pozioma – 
średnia, prostokąt – odchylenie 
standardowe, linia pionowa 
zakres. Strzałki oznaczają różnice 
istotne statystycznie (test Tukeya; 
p<0,05). Nad słupkami podano 
liczebności prób.

Porównanie wielkości zniesienia u 
4 gatunków sikor. Linia pozioma – 
średnia, prostokąt – odchylenie 
standardowe, linia pionowa 
zakres. zaznaczono grupę 
jednorodną (test Tukeya; p>0,05). 
Nad słupkami podano liczebności 
prób.

background image

 

 

ANALIZA WARIANCJI – porównanie z grupą kontrolną

Gdy w eksperymencie jedna z grup jest traktowana jako grupa 
kontrolna zalecanym testem post-hoc jest 

test Dunetta

ANOVA; F

2,93

=14,77;

 

p<0,0001

 

Wylosowano 3 grupy po 32 poletka. W dwóch grupach stosowano 
dwa różne nawozy. Trzecią grupę poletek traktowano jako grupę 
kontrolną. Należy sprawdzić czy nawozy istotnie zwiększyły plon. 

Po odrzuceniu H

0

 zastosowano test Dunetta jednostronny, ponieważ w 

eksperymencie zakładano zwiększenie plonu, a więc interesujące są tylko te 
różnice gdzie średni plon z poletek eksperymentalnych jest większy od 
średniego plonu z grupy poletek kontrolnych.

poletka

kontr.

a

0,00006

b

0,88823

p

Jedynie nawóz stosowany w grupie poletek „a” istotnie zwiększa plon

Przykład 14

background image

 

 

WIELOCZYNNIKOWA ANALIZA WARIANCJI

ANOVA wieloczynnikowa ocenia wpływ kilku czynników na badaną 

zmienną. Pozwala także zbadać istotność interakcji miedzy tymi 

czynnikami.  

ANOVA wieloczynnikowa wymaga starannego zaplanowania badań, 
tak aby liczebność próby była wystarczająca na każdym poziomie 
oddziaływania czynników grupujących oraz by w każdej grupie 
spełnione były założenia wymagane przy stosowaniu ANOVA. 

ANOVA wieloczynnikowa może dotyczyć sytuacji gdy w każdej grupie 
występuje 1 pomiar (tzw. ANOVA bez powtórzeń). Np. wpływ 
temperatury (10˚C, 20˚C i 30˚C) i czasu naświetlania (4h, 10h i 16h) 
na tempo wzrostu fasoli, gdzie dla każdej temperatury i dla każdego 
czasu naświetlania eksperyment prowadzono na 1 osobniku fasoli.

czas naświetlania (h)

4 4 4 10 10 10 16 16 16

temperatura (°C)

10 20 30 10 20 30 10 20 30

background image

 

 

WIELOCZYNNIKOWA ANALIZA WARIANCJI

Przykład 15

Badano wielkość zniesienia u 4 gatunków sikor w dwóch typach lasu. Należy 
sprawdzić, czy na średnią liczbę składanych jaj wpływa przynależność 
gatunkowa i typ lasu.

df

MS

F

p

gatunek

3

165,39

91,30

0,000000

typ lasu

1

3,98

2,20 0,139286

interakcja

3

1,07

0,59 0,621602

Błąd

333

1,81

Wynik ANOVA II

Cztery gatunki sikor różnią się pod względem liczby znoszonych jaj. Liczba 
składanych jaj przez te gatunki nie zależy od typu lasu (ANOVA II).

ANOVA II; F

3,333

=91,30;

 

p<0,0001

 

ANOVA II; F

1,333

=2,20;

 

p>0,05

 

Nie stwierdzono interakcji między czynnikami (między typem lasu i 
gatunkiem sikory)

background image

 

 

WIELOCZYNNIKOWA ANALIZA WARIANCJI

ANOVA wieloczynnikowa może być przeprowadzona w układzie 
hierarchicznym (hierarchiczna ANOVA)

Przykład 16

Za pomocą hierarchicznej ANOVA można ocenić zarówno wpływ typu 
lasu na wielkość zniesienia 4 gatunków sikor, jak również wpływ 
statusu ochronnego na danym terenie.  

gatunek
typ lasu a

b

a

b

a

b

a

b

a

b

a

b

a

b

a

b

N

20 25

26

19

23

18

20 20

25 20

18

27

20

21

20 19

bogatka modraszka czarnogłówka szarytka

bogatka modraszka czarnogłówka szarytka

park narodowy

tereny podmiejskie

background image

 

 

ANOVA

Jeśli założenia ANOVA nie są spełnione, to można:

Przeanalizować dane pod kątem występowania pojedynczych 
wartości 
znacznie odbiegających od pozostałych (tzw. outliers) i sprawdzić, czy 
można je wyeliminować.

Dokonać transformacji danych

Usunąć z analizy grupę najbardziej odbiegającą od założeń ANOVA
Zastosować nieparametryczny odpowiednik ANOVA – 

test Kruskala-

Wallisa

Log(x), 
log(x+1),

 

x

5

,

0

x

x

arcsin

'

Rodzaj transformacji dobiera się na podstawie analizy zależności między 

średnimi i wariancjami w grupach

Jeśli dane występują w postaci proporcji lub udziałów procentowych 
należy je transformować za pomocą funkcji arcussinus

  

Interpretację wyników analizy danych transformowanych 
przeprowadza się tak samo jak analizę danych surowych. 

background image

 

 

TEST KRUSKALA-WALLISA

Jest to test nieparametryczny, za pomocą którego sprawdzamy H

0

 że 

badane próby pochodzą z jednej populacji. Test ten bazuje na 
rangach pomiarów, a nie na ich wartościach, można więc badać nim 
różnice między medianami z poszczególnych prób. 

Przy porównywaniu 2 prób jest tożsamy z testem Manna-Whitneya.

Ma zastosowanie do danych w skali porządkowej, interwałowej i 
ilorazowej.

Teoretycznie warunkiem do stosowania testu Kruskala-Wallisa jest 
równość wariancji w próbach i podobieństwo kształtu ich rozkładów. 
Jednak warunek ten pomija się w praktyce, ponieważ nawet duże 
odstępstwa od niego nie wpływają znacząco na uzyskiwane wyniki.

Testu Kruskala-Wallisa nie powinno się stosować do danych, 
zbieranych w oparciu o skalę pomiarową ze sztucznymi 
ograniczeniami, gdzie znaczna część pomiarów wypada na krańcu 
skali. W takim przypadku stosuje się 

test

 

mediany dla wielu prób

.

background image

 

 

TEST KRUSKALA-WALLISA

Przykład 17

wiek

N

ad

12

185,0

15,4

im

11

153,5

14,0

juv

15

402,5

26,8

Suma rang Średnia 

ranga

Badano czas pozostawania ostrygojadów na żerowisku podczas jesiennej migracji na 
podstawie ponownych schwytań ptaków zaobrączkowanych. Należy sprawdzić czy ptaki 
pierwszoroczne (juv), drugoroczne (im) i dorosłe (ad) różnią się czasem przebywania. 

Test Kruskala-Wallisa: H

2,38

=11,42 p 

=0,0033

Ptaki pierwszoroczne, drugoroczne i dorosłe istotnie różnią się czasem przybywania na żerowisku.

1

3

5

7

9

1 1

1 3

1

3

5

7

9

1 1

1 3

1

3

5

7

9

1 1

1 3

0

2

4

6

N

0

2

4

6

N

Po odrzuceniu H

0

, podobnie jak w ANOVA trzeba zastosować test 

post-hoc, aby dowiedzieć się które grupy różnią się od siebie 
istotnie. Testem takim jest 

test Dunna.

background image

 

 

Test Dunna

x

A

B

S

R

R

Q

Test Dunna wykonujemy po odrzuceniu H

0

 przez test Kruskala-Wallisa. 

Nie jest on dostępny we wszystkich statystycznych programach 
komputerowych

Oblicza się wartość Q według wzoru:
Gdzie R

A

 i R

B

 oznaczają średnią rangę obliczaną 

dla każdej próby (iloraz sumy rang i liczebności 
próby)





B

A

x

n

n

N

N

S

1

1

*

12

)

1

(

*

Mianownik oblicza się według 
wzoru:

Gdzie N – suma liczebności wszystkich 
prób; n

A

 i n

B

 – liczebności porównywanych 

prób







B

A

x

n

n

N

t

N

N

S

1

1

*

)

1

(

*

12

12

)

1

(

*

Jeśli obecne są rangi wiązane to wzór ten przybiera 
postać:

 

i

i

t

t

t

3

Gdzie:

Gdzie t

– liczba elementów w obrębie danej pary wiązanej

background image

 

 

Test Dunna

Wartości krytyczne testu Dunna odczytuje się poniższej tablicy dla 
określonego poziomu istotności 

()

 i liczby porównywanych grup 

(k)

.

α

k

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0,05

1,960 2,394 2,639 2,807 2,936 3,038 3,124 3,197 3,261

0,01

2,576 2,936 3,144 3,291 3,403 3,494 3,570 3,635 3,692

0,005

2,807 3,144 3,342 3,481 3,588 3,675 3,748 3,810 3,865

0,001

3,291 3,588 3,765 3,891 3,988 4,067 4,134 4,191 4,241

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

0,05

3,317 3,368 3,414 3,456 3,494 3,529 3,562 3,593 3,622 3,649

0,01

3,743 3,789 3,830 3,868 3,902 3,935 3,965 3,993 4,019 4,044

0,005

3,914 3,957 3,997 4,034 4,067 4,098 4,127 4,154 4,179 4,203

0,001

4,286 4,326 4,363 4,397 4,428 4,456 4,483 4,508 4,532 4,554

Np. dla 4 grup i poziomu istotności 0,05 wartość krytyczna wynosi 

2,639

 

background image

 

 

Test Dunna

Przykład 18

Badano czas pozostawania ostrygojadów na żerowisku podczas jesiennej migracji na 
podstawie ponownych schwytań ptaków zaobrączkowanych. Należy sprawdzić czy ptaki 
pierwszoroczne (juv), drugoroczne (im) i dorosłe (ad) różnią się czasem przebywania. 

Test Kruskala-Wallisa: H

2,38

=11,42 p 

=0,0033

wiek dni wiek dni wiek dni wiek dni

ad

1 ad

2 ad

4

juv

7

ad

1 ad

2

im

4

juv

7

ad

1

im

2

juv

4

ad

1

im

2

juv

4

ad

8

ad

1

im

2

juv

8

ad

1

im

2

ad

5

im

1 im

2

juv

5 juv

12

im

1 im

2

im

1

juv

2 juv

6 juv

14

im

1

juv

6

juv

1

ad

3

juv

6

juv

1 juv

3

Rangi wiązane

Dla 1 dnia – 12 elementów
Dla 2 dni – 9 elementów
Dla 3 dni – 2 elementy
Dla 4 dni – 4 elementy
Dla 5 dni – 2 elementy
Dla 6 dni – 3 elementy
Dla 7 dni – 2 elementy
Dla 8 dni – 2 elementy

)

2

2

(

)

2

2

(

)

3

3

(

)

2

2

(

)

4

4

(

)

2

2

(

)

9

9

(

)

12

12

(

3

3

3

3

3

3

3

3

t

2544

t

background image

 

 

Test Dunna

Przykład 18 cd.

Próby uporzadkowane wg. średniej rangi

juv

ad

im

średnia ranga

26,8

15,4

14,0

n

15

12

11

2544

t

308

,

4

11

1

15

1

*

)

1

38

(

*

12

2544

12

)

1

38

(

*

38

1

1

*

)

1

(

*

12

12

)

1

(

*











B

A

x

n

n

N

t

N

N

S

Testowanie rozpoczyna się od prób najbardziej się od siebie 
różniących 

971

,

2

308

,

4

0

,

14

8

,

26

x

A

B

S

R

R

Q

Q

0,05;3

=2,394

-2,394

2,394

0

2,971

x

Wartość krytyczna

Otrzymana wartość leży w obszarze krytycznym – odrzucamy H

0

Ptaki pierwszoroczne i drugoroczne różnią się istotnie pod 
względem czasu przebywania na żerowisku.

background image

 

 

Test Dunna

Przykład 18 cd.

Próby uporzadkowane wg. średniej rangi

juv

ad

im

średnia ranga

26,8

15,4

14,0

n

15

12

11

Następnie porównujemy kolejną parę, gdzie spodziewamy się istotnej różnicy: 
juv-ad.

712

,

2

203

,

4

4

,

15

8

,

26

x

A

B

S

R

R

Q

Q

0,05;3

=2,394

-2,394

2,394

0

2,712

x

Wartość krytyczna

203

,

4

12

1

15

1

*

)

1

38

(

*

12

2544

12

)

1

38

(

*

38





x

S

Otrzymana wartość leży w obszarze krytycznym – odrzucamy H

0

Ptaki pierwszoroczne i dorosłe różnią się istotnie pod względem 
czasu przebywania na żerowisku.

background image

 

 

Test Dunna

Przykład 18 cd.

Próby uporzadkowane wg. średniej rangi

juv

ad

im

średnia ranga

26,8

15,4

14,0

n

15

12

11

Następnie porównujemy ostatnią parę: im-ad.

481

,

1

945

,

0

0

,

14

4

,

15

x

A

B

S

R

R

Q

Q

0,05;3

=2,394

-2,394

2,394

0

1,481

x

Wartość krytyczna

945

,

0

11

1

12

1

*

)

1

38

(

*

12

2544

12

)

1

38

(

*

38





x

S

Otrzymana wartość leży poza obszarem krytycznym – nie ma 
podstaw do odrzucenia H

0

. Ptaki drugoroczne i dorosłe nie różnią 

się istotnie pod względem czasu przebywania na żerowisku.

background image

 

 

Test Dunna

Przykład 18 cd.

Ptaki pierwszoroczne, drugoroczne i dorosłe istotnie różnią się 
czasem przybywania na żerowisku (test Kruskala-Wallisa; H

2,38

=11,42; 

p =0,0033). Ptaki pierwszoroczne pozostają na nim istotnie dłużej niż 
drugoroczne i dorosłe (test Dunna; p<0,05).

a d

im

ju v

0

2

4

6

8

1 0

1 2

1 4

1 6

[d n i]

1 5

1 1

1 2

background image

 

 

TEST MEDIANY DLA WIELU PRÓB

Testu mediany dla wielu prób testuje H

0

 że badanie próby pochodzą z 

populacji o takiej samej medianie. Szczególnie zalecany jest, gdy 
dane, zbierane są w oparciu o skalę pomiarową ze sztucznymi 
ograniczeniami, gdzie znaczna część pomiarów wypada na krańcu 
skali.

Podobnie jak w teście mediany dla dwóch prób wyznacza się medianę 
łączną dla wszystkich prób, a następnie oblicza ile pomiarów w 
poszczególnych próbach leży powyżej, a ile poniżej wspólnej mediany. 
Otrzymana w ten sposób tabelę kontyngencji analizuje się za pomocą

 

testu chi-kwadrat

Przykład 19

Badano czas pozostawania ostrygojadów na żerowisku podczas jesiennej migracji na 
podstawie ponownych schwytań ptaków zaobrączkowanych. Należy sprawdzić czy ptaki 
pierwszoroczne (juv), drugoroczne (im) i dorosłe (ad) różnią się czasem przebywania. 

ad

im

juv

Razem

<=Me

8

10

3

21

>Me

4

1

12

17

Razem

12

11

15

38

TEST MEDIANY; 

2

=13,83; p<0,05

Ptaki pierwszoroczne, drugoroczne i dorosłe istotnie różnią się czasem przybywania na żerowisku.

Po odrzuceniu H0, trzeba zastosować test post-hoc, aby dowiedzieć się które grupy 
różnią się od siebie istotnie. Testem takim jest 

test Levyego.

background image

 

 

TEST FRIEDMANA (ANOVA Friedmana)

Test Friedmana jest testem nieparametrycznym, rozwinięciem testu znaków 
na więcej niż 2 próby.

Przykład 20

Badano czas reakcji na pojawienie się pokarmu w klatce u 17 młodych samców zięby w 
4 kolejnych dniach. Pokarm pojawiał się zawsze w tym samym miejscu klatki, o tej 
samej godzinie. Każdy z ptaków trzymany był w oddzielnej klatce. Należy sprawdzić czy 
czas reakcji (czas od pojawienia się pokarmu do rozpoczęcia jego pobierania w 
sekundach) zmienia się w kolejnych dniach

osobn.

dzień 1

dzień 2

dzień 3

dzień 4

1

0,73

1,23

0,83

1,15

2

1,33

1,53

1,48

1,06

3

0,81

0,72

1,34

0,43

17

1,57

1,39

1,46

0,99

Baza danych 
przygotowana do 
testu Friedmana

 

Wyniki testu 
Friedmana

 

Średnia

Suma

ranga

rang

dzień 1

3,2

54,5

1,31

0,25

dzień 2

3,0

51,0

1,30

0,26

dzień 3

2,4

41,5

1,25

0,23

dzień 4

1,4

23,0

1,01

0,25

Średnia

Odch.std

ANOVA Friedmana; 

2

17,3

=21,34;

 

p<0,001

Gdy liczba grup wynosi dwa lepiej jest stosować test Wilcoxona 

background image

 

 

TEST FRIEDMANA (ANOVA Friedmana)

Przykład 20

d z ie ń   1

d z ie ń   2

d z ie ń   3

d z ie ń   4

0 , 2

0 , 4

0 , 6

0 , 8

1 , 0

1 , 2

1 , 4

1 , 6

1 , 8

[s ]

Czas reakcji u badanych ptaków zmienia się istotnie (maleje) w czasie 
trwania eksperymentu (ANOVA Friedmana; 

2

17,3

=21,34; p<0,001).

background image

 

 


Document Outline