Обединена вариация Калкулатор

Въвеждане на Данни

Разделяйте стойностите с запетаи, интервали, табулатори или нови редове
0 въведени стойности

Въведете стойности на данните, за да видите резултатите

What Is Pooled Variance?

Pooled variance combines the variances of two or more independent groups into a single estimate, on the assumption that the groups come from populations with the same variance. Each group's variance is weighted by its degrees of freedom (its size minus one), so larger groups count for more. It is the variance used in the classic two-sample t-test and the "mean square within" in one-way ANOVA.

Formula

Each group's sample variance is weighted by its degrees of freedom:

Pooled Variance (Two Groups)

sp² = [(n₁−1)s₁² + (n₂−1)s₂²] / (n₁ + n₂ − 2)
  • sp²Pooled variance
  • n₁, n₂Sizes of group 1 and group 2
  • s₁², s₂²Sample variances of group 1 and group 2

Pooled Variance (k Groups)

sp² = Σ[(nᵢ−1)sᵢ²] / Σ(nᵢ−1)
  • kNumber of groups
  • nᵢSize of group i
  • sᵢ²Sample variance of group i

How to Calculate Pooled Variance Step by Step

  1. Find each group's sample variance.Calculate s² for every group separately, dividing by n − 1.
  2. Note each group's size.Record n for each group.
  3. Weight each variance.Multiply each s² by its group's n − 1 and add the results.
  4. Add the degrees of freedom.Add up all the (n − 1) values.
  5. Divide.sp² = weighted total / total degrees of freedom.

Pooled Variance Examples

1Comparing Two Teaching Methods

Data:Method A (n=12, s²=18) | Method B (n=15, s²=22)
Solution:sp² = [(11)(18) + (14)(22)] / (11 + 14) = (198 + 308) / 25 = 506 / 25.
Answer:Pooled variance = 20.24

2Drug Trial: Two Dosage Groups

Data:Low dose (n=20, s²=9.5) | High dose (n=25, s²=11.2)
Solution:sp² = [(19)(9.5) + (24)(11.2)] / (19 + 24) = (180.5 + 268.8) / 43 = 449.3 / 43.
Answer:Pooled variance ≈ 10.45

3Three Manufacturing Shifts

Data:Morning (n=30, s²=4.2) | Afternoon (n=28, s²=5.1) | Night (n=25, s²=4.8)
Solution:sp² = [(29)(4.2) + (27)(5.1) + (24)(4.8)] / (29 + 27 + 24) = (121.8 + 137.7 + 115.2) / 80 = 374.7 / 80.
Answer:Pooled variance ≈ 4.68

4Two Class Sections

Data:Section 1 (n=18, s²=30) | Section 2 (n=22, s²=25)
Solution:sp² = [(17)(30) + (21)(25)] / (17 + 21) = (510 + 525) / 38 = 1035 / 38.
Answer:Pooled variance ≈ 27.24

How to Use This Calculator for Pooled Variance

The calculator above works on one list of numbers at a time. To pool several groups:

  1. Set the calculator to Sample.
  2. Enter the first group's raw values and note its sample variance (s²) and its count (n).
  3. Clear the input, enter the next group and note its s² and n. Repeat for every group.
  4. Put the figures into the formula above: multiply each s² by its n − 1, add them, and divide by the total of the (n − 1) values.

Why Pool Variances?

  • A pooled estimate uses all the data, so it is more stable than any single group's variance.
  • It is the variance the equal-variance (Student's) two-sample t-test is built on.
  • It generalises directly to three or more groups as the within-group mean square in ANOVA.

Where Pooled Variance Is Used

Two-sample t-test

The equal-variance t-test divides the difference in means by a standard error built from sp².

ANOVA

The mean square within groups (MSW) is the pooled variance of all the groups.

Effect sizes

Cohen's d divides the difference in means by the pooled standard deviation √sp².

Clinical trials

Comparing treatment and control groups when their variances are similar.

Education research

Comparing outcomes between classes taught different ways.

Assumptions and Limitations of Pooled Variance

Pooling is only appropriate when its assumptions hold:

Equal population variances

If the groups' variances clearly differ, the pooled figure describes none of them well. Levene's test is a common check.

Independent groups

If the same people appear in more than one group (before-and-after measurements, for example), use a paired analysis instead.

Unequal group sizes

A much larger group dominates the pooled estimate. Unequal sizes combined with unequal variances are the case where the pooled t-test is least reliable.

Pooled is not the same as combined

Pooled variance ignores differences between group means. The variance of all the data lumped together includes them and is larger whenever the means differ.

The alternative

Welch's t-test does not assume equal variances and does not pool. Many statisticians use it by default.

Често Задавани Въпроси: Обединена вариация Калкулатор

Всичко, което трябва да знаете за дисперсията.

Какво е обединена дисперсия?

Обобщената дисперсия е претеглена средна стойност на дисперсиите от две или повече независими извадки. Предполага се, че популациите имат равни дисперсии (хомоскедастичност). Формулата за две групи е: sp² = [(n₁−1)s₁² + (n₂−1)s₂²] / (n₁ + n₂ − 2). Той придава по-голяма тежест на по-големите проби и се използва като оценка на дисперсията в обединени t-тестове.

Кога използвате обединена дисперсия?

Обединената дисперсия се използва, когато: 1. Извършване на t-тест за две проби (приемайки равни дисперсии). 2. Провеждане на ANOVA за сравняване на средства в множество групи. 3. Комбиниране на резултати от множество проучвания (мета-анализ). 4. Оценяване на обща дисперсия, когато се смята, че групите идват от популации с еднакво разпространение. Винаги първо проверявайте предположението за равна дисперсия, като използвате теста на Левен или F-теста.

Как да изчислим обобщената дисперсия стъпка по стъпка?

За две групи: 1. Изчислете дисперсията на всяка група (s₁² и s₂²). 2. Обърнете внимание на размерите на извадката (n₁ и n₂). 3. Изчислете: sp² = [(n₁−1)·s₁² + (n₂−1)·s₂²] / (n₁ + n₂ − 2). Пример: Група 1 (n=10, s²=8), Група 2 (n=15, s²=12): sp² = [(9)(8) + (14)(12)] / 23 = (72 + 168) / 23 = 10,43.

Каква е разликата между обединената дисперсия и комбинираната дисперсия?

Обобщената вариация предполага равни вариации на съвкупността и тегла по степени на свобода — използвани при тестване на хипотези. Комбинирана вариация е по-широк термин за обединяване на набори от данни, които могат да отчитат разликите както в средните стойности, така и в вариациите между групите. За да комбинирате два набора от данни в един, вие също трябва да вземете предвид разликата между груповите средни стойности, а не само дисперсията в рамките на групата.

Какво предположение изисква обединената дисперсия?

Обединената вариация предполага хомогенност на вариациите (хомоскедастичност) — че всички групи идват от популации с една и съща вариация. Ако това предположение е нарушено, сборната оценка е ненадеждна. Тествайте това предположение с теста на Левен, теста на Бартлет или F-теста за равенство на дисперсиите. Ако дисперсиите са неравни, използвайте t-теста на Welch вместо сборния t-тест.

Мога ли да обединя отклонения от повече от две групи?

Да. Общата формула за k групи е: sp² = Σ[(nᵢ−1)·sᵢ²] / Σ(nᵢ−1). Това е претеглена средна стойност, където дисперсията на всяка група е претеглена от нейните степени на свобода (nᵢ−1). Това е точно това, което ANOVA използва като среден квадрат в рамките (MSW) — обобщената оценка на дисперсията във всички групи.