Объединенная дисперсия Калькулятор

Ввод данных

Разделяйте значения запятыми, пробелами, табуляцией или переводом строки
0 введенных значений

Введите данные для просмотра результатов

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.

Часто Задаваемые Вопросы: Объединенная дисперсия Калькулятор

Все, что вам нужно знать о дисперсии.

Что такое объединенная дисперсия?

Объединенная дисперсия – это средневзвешенное значение дисперсий из двух или более независимых выборок. Предполагается, что популяции имеют равные дисперсии (гомоскедастичность). Формула для двух групп: sp² = [(n₁−1)s₁² + (n₂−1)s₂²] / (n₁ + n₂ − 2). Он придает больший вес более крупным выборкам и используется в качестве оценки дисперсии в объединенных t-критериях.

Когда вы используете объединенную дисперсию?

Объединенная дисперсия используется в следующих случаях: 1. Выполнение t-критерия Стьюдента для двух выборок (при условии равных дисперсий). 2. Проведение ANOVA для сравнения средних значений по нескольким группам. 3. Объединение результатов нескольких исследований (мета-анализ). 4. Оценка общей дисперсии, когда предполагается, что группы происходят из популяций с одинаковым разбросом. Всегда сначала проверяйте предположение о равной дисперсии, используя тест Левена или F-тест.

Как шаг за шагом рассчитать объединенную дисперсию?

Для двух групп: 1. Рассчитайте дисперсию каждой группы (s₁² и s₂²). 2. Обратите внимание на размеры выборки (n₁ и n₂). 3. Вычисление: sp² = [(n₁−1)·s₁² + (n₂−1)·s₂²] / (n₁ + n₂ − 2). Пример: Группа 1 (n=10, s²=8), Группа 2 (n=15, s²=12): sp² = [(9)(8) + (14)(12)] / 23 = (72 + 168) / 23 = 10,43.

В чем разница между объединенной дисперсией и комбинированной дисперсией?

Объединенная дисперсия предполагает равные генеральные дисперсии и веса по степеням свободы, что используется при проверке гипотез. Комбинированная дисперсия – это более широкий термин, обозначающий объединение наборов данных, которое может учитывать различия как в средних значениях, так и в дисперсиях между группами. Для объединения двух наборов данных в один вам также необходимо учитывать разницу между групповыми средними, а не только внутригрупповую дисперсию.

Какого предположения требует объединенная ��исперсия?

Объединенная дисперсия предполагает однородность дисперсий (гомоскедастичность) — все группы происходят из популяций с одинаковой дисперсией. Если это предположение нарушается, объединенная оценка становится ненадежной. Проверьте это предположение с помощью теста Левена, теста Бартлетта или F-теста на равенство дисперсий. Если дисперсии неравны, используйте t-критерий Уэлча вместо объединенного t-критерия.

Могу ли я объединить отклонения из более чем двух групп?

Да. Общая формула для k групп: sp² = Σ[(nᵢ−1)·sᵢ²] / Σ(nᵢ−1). Это средневзвешенное значение, в котором дисперсия каждой группы взвешивается по ее степеням свободы (nᵢ-1). Это именно то, что ANOVA использует в качестве Внутреннего квадрата (MSW) — объединенной оценки дисперсии по всем группам.