ANOVA.

Apresentação em tema: "ANOVA."— Transcrição da apresentação:

1 ANOVA

2 Requisitos dos testes paramétricos
O primeiro requisito para utilizar a estatística paramétrica exige que seja possível realizar operações numéricas sobre os dados experimentais. Não é suficiente que se possa apenas ordenar os dados, como nos testes paramétricos. As variáveis devem ser naturalmente numéricas, como uma escala contínua de tempos de leitura, ou a nota de um exame. O segundo requisito obriga a que os resultados se distribuam normalmente. No entanto, como os testes paramétricos são bastante robustos, podem ser utilizados mesmo quando este pressuposto é violado, a menos que os dados tenham uma distribuição muito diferente da normal. O terceiro requisito designa-se por homogeneidade da variância. Isto significa que a variabilidade dos resultados em cada situação deve ser sensivelmente a mesma. No entanto, este requisito perde a relevância se o número de sujeitos for o mesmo em cada situação de teste.

3 ANOVA Quando se utiliza a ANOVA (Análise de variância)

4 ANOVA Quando se utiliza a ANOVA (Análise de variância)

5 ANOVA DESCRIÇÃO - I A ANOVA é uma técnica estatística que avalia a significância de resultados de teste. Fá-lo calculando, a partir dos resultados de uma investigação, as proporções da variância que são devidas às variáveis independentes e à interacção entre elas, e a proporção devida a todas as outras variáveis (variância de erro). Estes cálculos são designados por rácios F.

6 ANOVA DESCRIÇÃO - II Quanto maiores forem os rácios F maior será a proporção da variância que é devida aos efeitos previstos das variáveis independentes e da interacção entre elas. Quanto menores forem os rácios F maior será a proporção da variância que é devida ao erro, isto é, a variáveis desconhecidas, tal como é postulado pela hipótese nula.

7 ANOVA DESCRIÇÃO - III As tabelas estatísticas utilizadas na ANOVA apresentam- -nos a percentagem de probabilidades de obtermos rácios altos ou baixos. Em geral, para um determinado número de sujeitos e de situações de teste, quanto maior for um rácio F menores são as probabilidades de se tratar de um resultado fortuito devido a variáveis irrelevantes.

8 ANOVA DESCRIÇÃO - IV Após consultar as percentagens de probabilidades de obter o rácio F observado na sua investigação, pode decidir se a probabilidade de se tratar de um resultado devido ao acaso é suficientemente baixa (p<0,05 ou p<0,01) para que se possa rejeitar a hipótese nula e aceitar que os seus resultados de teste suportam as hipóteses de teste.

9 ANOVA - Método Geral Quando existem duas ou mais variáveis independentes o objectivo é dividir a variância devida às variáveis independentes na variância devida a cada variável em separado e a quaisquer interacções entre as variáveis. Para cada caso, a variância devida a cada variável deverá ser comparada com a variância do erro, ou seja, com a variância devido a todas as outras variáveis irrelevantes. Obtém-se um rácio F para cada fonte de variabilidade. Quanto maior for o rácio F, mais provável será que a variabilidade nos resultados devida a essa variável seja significativa.

10 ANOVA - Tabela Exemplo de tabela ANOVA

11 ANOVA - Tabela Como se pode observar na tabela anterior, a ANOVA fornece-nos um método para calcular a quantidade de variância devida a todas as possíveis fontes de variabilidade nos resultados. Permite-nos definir as proporções da variância, ou seja, a quantidade total da variância nas suas diferentes partes componentes.

12 ANOVA – Método (I) Apresente os resultados da situação de teste numa tabela apropriada (2x2, 2x3, etc.). Verifique se os resultados estão de acordo com os três pressupostos paramétricos (apresentados atrás). Elabore uma tabela ANOVA para as fontes de variância, mostrando as variâncias de cada variável, as interacções, a variância do erro e variância total. Calcule as somas dos quadrados (SQ), graus de liberdade (gl) e as médias dos quadrados (MQ) para cada uma das fontes de variância.

13 ANOVA – Método (II) Calcule os rácios F para cada fonte de variância, isto é, o MQ para cada variável independente e interacção, sobre o MQ do erro da variância. Para cada rácio F indique os gl apropriados para a variável e os gl para o erro. Consulte os rácios F na Tabela apropriada para verificar as probabilidades de os seus resultados poderem ser devidos a um resultado aleatório devido à variância do erro, tal como é postulado pela hipótese nula. Se essa probabilidade for inferior a 5% ou 1%, rejeite a hipótese nula e aceite que os seus resultados são significativos ao nível de significância de p<0,05 ou p<0,01.

14 ANOVA – Método ESCLARECIMENTOS 1. O primeiro passo é calcular as somas dos quadrados (SQ) de todas as fontes de variância. É útil relembrar que o total de SQ para todas as variáveis, interacções e erro deve somar a SQ da variância total.

15 ANOVA – Método 2. O passo seguinte é definir os graus de liberdade.
ESCLARECIMENTOS 2. O passo seguinte é definir os graus de liberdade. Para cada variável independente existe um número de situações experimentais que são utilizadas para testar essa variável. Assim, o número de graus de liberdade para cada variável é o número de situações menos uma (C-1). O número de graus de liberdade para a variância total é o número de resultados menos um (N-1). Os restantes são calculados como indicado na tabela seguinte:

16 ANOVA – Método Os gl para cada variável independente são calculados subtraindo um ao total das situações utilizadas para testar essa variável. Os graus de liberdade para as interacções são calculados pela multiplicação de todos os gl de todas as variáveis relevantes. Os gl para a variância total são calculados subtraindo um ao número total dos resultados produzidos por todos os casos/resultados. Os gl para a variância do erro são calculados pela subtracção a partir dos gl totais dos gl para todas as variáveis e interacções. É por esta razão que este erro é por vezes designado por erro residual, isto é, o que sobeja depois de todas as outras variâncias e gl terem sido calculados. Necessitará dos gl para dividir as somas dos quadrados e obter, assim, a média das variâncias ao quadrado; e também para poder consultar a significância dos rácios F na tabela estatística apropriada.

17 ANOVA - Exemplo Considere-se a situação de teste em que se pretende avaliar o número de palavras memorizadas por um grupo de 20 alunos, sendo a situação de teste definida por duas variáveis: Variável A – texto X ou Y Variável B – período de estudo curto ou longo

18 ANOVA - Exemplo A coluna dos graus de liberdade é preenchida da seguinte forma:

19 ANOVA – Método 3. O terceiro passo é o cálculo da média dos quadrados.
ESCLARECIMENTOS 3. O terceiro passo é o cálculo da média dos quadrados. Para obter a média dos quadrados (MQ) é necessário dividir a SQ pelo número apropriado de gl. A MQ representa a quantidade de variância calculada atribuível a cada fonte de variância. Calcula-se, depois, o rácio F pelo cociente de cada MQ pelo MQ do erro.

20 ANOVA – Exemplo No exemplo anterior, os rácios F são calculados da seguinte forma: Rácio F da variável A: Rácio F da variável B: Rácio F da interacção AB:

21 ANOVA – Exemplo Para consultar a tabela de rácios F, é necessário conhecer os graus de liberdade associados às MQ. Assim: Rácio F da variável A: Rácio F da variável B: Rácio F da interacção AB: Em que o primeiro índice é o gl da variável ou interacção e o segundo é o gl do erro.

22 ANOVA – Método ESCLARECIMENTOS 4. O último passo consiste em consultar a tabela de rácios F. Utilizam-se os gl de cada variável ou interacção, e o gl do erro. É necessário, ainda, saber qual a significância do teste (5% ou 1%). Por fim, comparam-se os valores consultados com os valores calculados e toma-se uma decisão. Se o valor calculado for superior ao valor da tabela, rejeita-se a hipótese nula, caso contrário, aceita-se a hipótese nula.

23 ANOVA – Exemplo Por consulta na tabela, obtém-se:
Supondo que os rácios calculados são: Rácio F da variável A: Rácio F da variável B: Rácio F da interacção AB: Conclui-se que apenas a variável B tem influência na variância dos resultados, para uma significância de 5%.

24 ANOVA I (não-relacionado)
Utiliza-se quando está a ser testada uma variável para três ou mais situações, sendo utilizados casos/indivíduos diferentes em cada uma dessas situações.

25 ANOVA I – Exemplo Considere-se a variável saldo médio para as seguintes regiões: Norte, Sul, Interior. Os saldos foram obtidos de agências de povoações com menos de habitantes. Consulte o ficheiro

26 Variável saldo (entre situações)
ANOVA I – Tabela Tabela das fontes de variância para um design não relacionado (ANOVA I): Fonte de variância SQ gl MQ Rácio F Variável saldo (entre situações) SQbet glbet Erro SQerro glerro Total SQtot gltot

27 ANOVA I – Exemplo Instruções passo a passo para o cálculo do valor de F São necessárias os seguintes valores: Tc2 Soma dos totais de cada situação ao quadrado Tc2= n Número de casos em cada situação n=6 N Número total de resultados N=18 (x)2 Total dos totais ao quadrado (x)2/N Constante a subtrair a todos os SQ x Cada resultado individual x2 Soma dos quadrados dos resultados individuais

28 ANOVA I – Passo a passo 1. Cálculo de SQbet

29 ANOVA I – Passo a passo 2. Cálculo de SQtot

30 ANOVA I – Passo a passo 3. Cálculo de SQerro

31 ANOVA I – Passo a passo 4. Cálculo dos graus de liberdade

32 ANOVA I – Passo a passo 5. Cálculo dos MQ

33 ANOVA I – Passo a passo 6. Cálculo do rácio F para MQbet

34 ANOVA I – Passo a passo 7. Consultar o rácio F na tabela e concluir.
Na tabela, 1=glbet e 2=glerro. Assim: Uma vez que o valor calculado (7,45) é superior ao valor da tabela (3,68), rejeita-se a hipótese nula e conclui-se que há diferenças estatisticamente significativas entre os saldos médios das agências das três regiões consideradas.

35 ANOVA I – SPSS No SPSS, os dados devem ser organizados da seguinte forma: Nota: a variável região tem que ser numérica (nominal). Consulte o ficheiro

36 ANOVA I – SPSS No menu, seleccionar:
Analyze  Compare Means  One-Way ANOVA... Colocar a variável saldo na lista de variáveis dependentes. Utilizar a variável região como factor. Premir OK.

37 ANOVA I – SPSS A caixa de diálogo deverá ficar com a seguinte configuração:

38 ANOVA I – SPSS O resultado é o seguinte:
Consulte o ficheiro Uma vez que a significância é inferior a 0,05, rejeita-se a hipótese nula e conclui-se que há diferenças estatisticamente significativas entre os saldos médios das agências das três regiões consideradas.