Połączona wariancja Kalkulator

Wprowadzanie Danych

Oddziel wartości przecinkami, spacjami, tabulatorami lub znakami nowej linii
0 wprowadzonych wartości

Wprowadź wartości danych, aby zobaczyć wyniki

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.

Najczęściej Zadawane Pytania: Połączona wariancja Kalkulator

Wszystko, co musisz wiedzieć o wariancji.

Co to jest wariancja zbiorcza?

Połączona wariancja to średnia ważona wariancji z dwóch lub większej liczby niezależnych próbek. Zakłada, że ​​populacje mają równe wariancje (homoscedastyczność). Wzór na dwie grupy to: sp² = [(n₁−1)s₁² + (n₂−1)s₂²] / (n₁ + n₂ − 2). Nadaje większą wagę większym próbom i jest używany jako estymata wariancji w zbiorczych testach t.

Kiedy stosuje się łączną wariancję?

Łączoną wariancję stosuje się, gdy: 1. wykonujesz test t dla dwóch próbek (zakładając równe wariancje). 2. Przeprowadzenie ANOVA w celu porównania średnich w wielu grupach. 3. Łączenie wyników z wielu badań (metaanaliza). 4. Oszacowanie wspólnej wariancji, jeśli uważa się, że grupy pochodzą z populacji o tym samym rozprzestrzenieniu. Zawsze najpierw sprawdzaj założenie równej wariancji za pomocą testu Levene’a lub testu F.

Jak krok po kroku obliczyć łączną wariancję?

Dla dwóch grup: 1. Oblicz wariancję każdej grupy (s₁² i s₂²). 2. Zwróć uwagę na wielkość próby (n₁ i n₂). 3. Oblicz: sp² = [(n₁−1)·s₁² + (n₂−1)·s₂²] / (n₁ + n₂ − 2). Przykład: Grupa 1 (n=10, s²=8), Grupa 2 (n=15, s²=12): sp² = [(9)(8) + (14)(12)] / 23 = (72 + 168) / 23 = 10,43.

Jaka jest różnica między wariancją zbiorczą a wariancją łączną?

Wariancja zbiorcza zakłada równe wariancje populacji i wagi według stopni swobody — stosowane przy testowaniu hipotez. Wariancja łączona to szerszy termin określający łączenie zbiorów danych, które może wyjaśniać różnice zarówno w średnich, jak i wariancjach między grupami. Aby połączyć dwa zbiory danych w jeden, należy również uwzględnić różnicę między średnimi grupowymi, a nie tylko wariancję wewnątrzgrupową.

Jakiego założenia wymaga łączna wariancja?

Wariancja zbiorcza zakłada jednorodność wariancji (homoscedastyczność) — że wszystkie grupy pochodzą z populacji o tej samej wariancji. Jeżeli to założenie zostanie naruszone, zbiorczy szacunek będzie niewiarygodny. Sprawdź to założenie za pomocą testu Levene’a, testu Bartletta lub testu F dla równości wariancji. Jeżeli wariancje są nierówne, należy zastosować test t Welcha zamiast zbiorczego testu t.

Czy mogę połączyć wariancje z więcej niż dwóch grup?

Tak. Ogólny wzór na k grup to: sp² = Σ[(nᵢ−1)·sᵢ²] / Σ(nᵢ−1). Jest to średnia ważona, w której wariancja każdej grupy jest ważona jej stopniami swobody (nᵢ−1). To jest dokładnie to, czego używa ANOVA jako średni kwadrat w obrębie (MSW) — zbiorcze oszacowanie wariancji we wszystkich grupach.