Varianza agrupada Calculadora

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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.

Preguntas Frecuentes: Varianza agrupada Calculadora

Todo lo que necesita saber sobre la varianza.

¿Qué es la varianza agrupada?

La varianza agrupada es un promedio ponderado de las varianzas de dos o más muestras independientes. Se supone que las poblaciones tienen varianzas iguales (homoscedasticidad). La fórmula para dos grupos es: sp² = [(n₁−1)s₁² + (n₂−1)s₂²] / (n₁ + n₂ − 2). Da más peso a muestras más grandes y se utiliza como estimación de la varianza en pruebas t agrupadas.

¿Cuándo se utiliza la variación agrupada?

La varianza agrupada se utiliza cuando: 1. Se realiza una prueba t de dos muestras (asumiendo varianzas iguales). 2. Realizar un ANOVA para comparar medias entre varios grupos. 3. Combinación de resultados de múltiples estudios (metanálisis). 4. Estimar una varianza común cuando se cree que los grupos provienen de poblaciones con la misma distribución. Siempre verifique primero el supuesto de igualdad de varianza utilizando la prueba de Levene o una prueba F.

¿Cómo calcular la varianza agrupada paso a paso?

Para dos grupos: 1. Calcula la varianza de cada grupo (s₁² y s₂²). 2. Tenga en cuenta los tamaños de muestra (n₁ y n₂). 3. Calcular: sp² = [(n₁−1)·s₁² + (n₂−1)·s₂²] / (n₁ + n₂ − 2). Ejemplo: Grupo 1 (n=10, s²=8), Grupo 2 (n=15, s²=12): sp² = [(9)(8) + (14)(12)] / 23 = (72 + 168) / 23 = 10,43.

¿Cuál es la diferencia entre varianza agrupada y varianza combinada?

La varianza agrupada supone variaciones poblacionales iguales y ponderaciones por grados de libertad, lo que se utiliza en las pruebas de hipótesis. Varianza combinada es un término más amplio para fusionar conjuntos de datos que pueden explicar diferencias tanto en medias como en varianzas entre grupos. Para combinar dos conjuntos de datos en uno, también es necesario tener en cuenta la diferencia entre las medias de los grupos, no solo la varianza dentro del grupo.

¿Qué supuesto requiere la varianza agrupada?

La varianza agrupada supone homogeneidad de las varianzas (homoscedasticidad): que todos los grupos provienen de poblaciones con la misma varianza. Si se viola este supuesto, la estimación agrupada no es confiable. Pruebe esta suposición con la prueba de Levene, la prueba de Bartlett o la prueba F de igualdad de varianzas. Si las varianzas son desiguales, utilice la prueba t de Welch en lugar de la prueba t combinada.

¿Puedo agrupar variaciones de más de dos grupos?

Sí. La fórmula general para k grupos es: sp² = Σ[(nᵢ−1)·sᵢ²] / Σ(nᵢ−1). Este es un promedio ponderado donde la varianza de cada grupo se pondera por sus grados de libertad (nᵢ−1). Esto es exactamente lo que utiliza ANOVA como Mean Square Within (MSW): la estimación agrupada de la varianza en todos los grupos.