Soru

Zorluk: Çok zorLatin Karesi Deney Tasarımı

Bir e-ticaret platformunun veri bilimi ekibi, platformdaki yeni öneri algoritmalarının (muamele) kullanıcıların sitede geçirdiği ortalama süre üzerindeki etkisini incelemektedir. Sürenin, "kullanıcı yaş grupları" ve "coğrafi bölgeler" olmak üzere iki farklı dışsal varyans kaynağından etkileneceği bilindiğinden, bu iki yönlü değişimi kontrol altına almak amacıyla bir Latin Karesi deney tasarımı kurulmuştur. Deneye ait istatistiksel model Yijk=μ+ρi+γj+τk+εijkY_{ijk} = \mu + \rho_i + \gamma_j + \tau_k + \varepsilon_{ijk} olarak tanımlanmıştır.

Deney sonucunda elde edilen kısmi Varyans Analizi (ANOVA) tablosuna ait veriler aşağıda verilmiştir:

Varyans KaynağıSerbestlik Derecesi (sd)Kareler Toplamı (KT)Kareler Ortalaması (KO)
Satır (Yaş Grupları)--5050
Sütun (Coğrafi Bölgeler)-180180-
Muamele (Algoritmalar)---
Hata--1212
Genel3535850850-

Buna göre, öneri algoritmalarının ana etkisini test etmek için hesaplanan FF test istatistiği ve modelin hata serbestlik derecesi (sd) aşağıdakilerin hangisinde sırasıyla doğru verilmiştir?

  1. 3,003,00 ve 2020Cevap
  2. B
    2,002,00 ve 2525
  3. C
    6,006,00 ve 55
  4. D
    2,502,50 ve 2020
  5. E
    1,001,00 ve 3030

Cevap

F istatistiğinin 3,003,00 ve hata serbestlik derecesinin 2020 olarak hesaplandığı seçenektir.
Latin Karesi tasarımının temel özelliği, satır, sütun ve muamele düzey sayılarının eşit (nn) olmasıdır. Soruda Genel Serbestlik Derecesi (n21n^2-1) 3535 verildiğine göre n=6n=6'dır. Tasarımın hata serbestlik derecesi formülü olan (n1)(n2)(n-1)(n-2) kullanıldığında 5×4=205 \times 4 = 20 bulunur.

Varyans analizi tablosunu eksiksiz oluşturduğumuzda durum şöyledir:

Varyans KaynağısdKTKOF
Satır (Yaş Grupları)552502505050-
Sütun (Coğrafi Bölgeler)551801803636-
Muamele (Algoritmalar)5518018036363,003,00
Hata20202402401212-
Genel3535850850--
Genel KT dengesinden Muamele KT =850(250+180+240)=180= 850 - (250 + 180 + 240) = 180 çıkar. Muamele KO =180/5=36= 180 / 5 = 36 ve buradan test istatistiği F=36/12=3,00F = 36 / 12 = 3,00 bulunur.

Adım Adım Çözüm

1
Tasarımın boyutunu (n) belirlemek.
n=6n = 6
Latin Karesi tasarımında toplam gözlem sayısı N=n2N = n^2'dir. Genel serbestlik derecesi n21=35n^2 - 1 = 35 olarak verildiğinden n2=36n^2 = 36 ve dolayısıyla n=6n = 6 bulunur.
2
Modeldeki tüm serbestlik derecelerini hesaplamak.
Satır sd = 5, Sütun sd = 5, Muamele sd = 5, Hata sd = 20
Latin karesinde temel etkilerin serbestlik dereceleri (n1)(n-1)'dir. Hata serbestlik derecesi ise (n1)(n2)(n-1)(n-2) formülü ile 5×4=205 \times 4 = 20 olarak hesaplanır.
3
Eksik Kareler Toplamı (KT) değerlerini bulmak.
Satır KT = 250, Hata KT = 240
KT=KO×sdKT = KO \times sd ilişkisi kullanılarak; Satır KT = 50×5=25050 \times 5 = 250 ve Hata KT = 12×20=24012 \times 20 = 240 elde edilir.
4
Muamele Kareler Toplamını (MKT) hesaplamak.
Muamele KT = 180
Genel KT = Satır KT + Sütun KT + Muamele KT + Hata KT eşitliğinden; 850=250+180+Muamele KT+240    Muamele KT=180850 = 250 + 180 + \text{Muamele KT} + 240 \implies \text{Muamele KT} = 180 bulunur.
5
F test istatistiğini elde etmek.
F=3,00F = 3,00
Muamele Kareler Ortalaması =180/5=36= 180 / 5 = 36'dır. FF istatistiği = Muamele KO / Hata KO =36/12=3,00= 36 / 12 = 3,00 olarak hesaplanır.

Anahtar Kavram

Latin Karesi deney tasarımında serbestlik derecesi dağılımı ve varyans analizi bileşenleri arasındaki matematiksel ilişkiler
Tahmini Süre:2m 30s
Bu soruyu puanla