Soru

Zorluk: Çok zorİki Yönlü (Faktöriyel) MANOVA

Bir araştırmacı, iki sürekli bağımlı değişken (Y1,Y2Y_1, Y_2) üzerinde, Faktör A (a=2a=2 düzey) ve Faktör B (b=3b=3 düzey) olmak üzere iki kategorik bağımsız değişkenin etkisini incelemek için tam dengeli bir tasarım (n=5n=5 gözlem/göze) kullanmıştır. Elde edilen verilerle İki Yönlü MANOVA uygulanmış ve analize ait Kareler ve Çarpımlar Toplamı (SSCP) matrisleri aşağıda verilmiştir:

Varyans KaynağıSerbestlik Derecesi (dfdf)SSCP Matrisi
Faktör AdfAdf_AHA=[150015]H_A = \begin{bmatrix} 15 & 0 \\\\ 0 & 15 \end{bmatrix}
Faktör BdfBdf_BHB=[255525]H_B = \begin{bmatrix} 25 & 5 \\\\ 5 & 25 \end{bmatrix}
Etkileşim (A×BA \times B)dfABdf_{AB}HAB=[105510]H_{AB} = \begin{bmatrix} 10 & 5 \\\\ 5 & 10 \end{bmatrix}
Hata (Artık)dfEdf_EE=[20101020]E = \begin{bmatrix} 20 & 10 \\\\ 10 & 20 \end{bmatrix}

Araştırmacı analiz sonucunda etkileşim etkisinin Wilks' Lambda (Λ\Lambda) istatistiğini anlamlı bulmuştur.

Buna göre, A×BA \times B etkileşim etkisine ait Wilks' Lambda (ΛAB\Lambda_{AB}) değeri, matrislerin serbestlik dereceleri ve analizin devamında izlenmesi gereken doğru yorumlama adımı aşağıdakilerden hangisidir?

  1. ΛAB=4/9\Lambda_{AB} = 4/9, dfAB=2df_{AB} = 2 ve dfE=24df_E = 24'tür. A×BA \times B etkileşimi anlamlı olduğu için A ve B'nin temel etkileri doğrudan yorumlanmamalıdır; ayrıca HABH_{AB} ve EE matrislerindeki çapraz çarpım elemanları dikkate alındığından bu sonuç, değişkenler arası korelasyonu yok sayan tek yönlü ANOVA'lardan farklılaşır.Cevap
  2. B
    ΛAB=9/4\Lambda_{AB} = 9/4, dfAB=2df_{AB} = 2 ve dfE=24df_E = 24'tür. Wilks' Λ\Lambda hesaplamasında pay ve payda ters çevrildiğinden etkileşim katsayısı büyür; bu nedenle matrislerin ayırma gücü artar ve temel etkiler etkileşimden bağımsız olarak yorumlanabilir.
  3. C
    ΛAB=40/60=2/3\Lambda_{AB} = 40/60 = 2/3, dfAB=6df_{AB} = 6 ve dfE=30df_E = 30'dur. İzin (trace) toplamı, değişkenlerin bağımsız varyanslarını gösterdiğinden temel etkiler her zaman etkileşimden önce yorumlanmalıdır.
  4. D
    ΛAB=4/9\Lambda_{AB} = 4/9, dfAB=5df_{AB} = 5 ve dfE=29df_E = 29'dur. Analizde HABE=EHABH_{AB}E = EH_{AB} şeklinde matris çarpımı değişme özelliği varsayıldığı için, etkileşim anlamlı çıksa bile temel etkiler çok değişkenli uzayda birbirini etkilemeden doğrudan yorumlanabilir.
  5. E
    ΛAB=4/9\Lambda_{AB} = 4/9, dfAB=1df_{AB} = 1 ve dfE=24df_E = 24'tür. Çok değişkenli varyans analizinde (MANOVA) çoklu ANOVA'dan farklı olarak her bir bağımlı değişkenin hata terimi birbirinden tam bağımsız (ortogonal) olduğundan, öncelikle temel etkilere bakılmalıdır.

Cevap

İlgili değerler ΛAB=4/9\Lambda_{AB} = 4/9, dfAB=2df_{AB} = 2 ve dfE=24df_E = 24'tür; etkileşim anlamlı iken A ve B temel etkileri doğrudan yorumlanamaz ve MANOVA, SSCP matrislerindeki çapraz çarpımları kullandığı için ANOVA'dan ayrışır.
Doğru yanıt, Wilks' Lambda (Λ=E/HAB+E\Lambda = |E| / |H_{AB} + E|) hesabını matris determinantlarını kullanarak kusursuz bir şekilde vermiştir (300/675=4/9300/675 = 4/9). Etkileşim için serbestlik derecesi formülü (a1)(b1)(a-1)(b-1), hata için ab(n1)ab(n-1)'dir ve doğru sonuçları 2 ve 24'tür. İstatistikte A×BA \times B etkileşimi anlamlı çıktığında hiyerarşi kuralı gereği, bağımsız faktörlerin genel (temel) etkilerinin yorumlanması anlamsızlaşır; çünkü bir faktörün etkisi diğerinin düzeylerine göre değişmektedir. Ayrıca MANOVA, ANOVA'dan tam da çapraz çarpım (kovaryans) elemanlarını analizine dahil etmesiyle ayrılır.

Adım Adım Çözüm

1
Serbestlik derecelerinin hesaplanması
dfAB=(21)(31)=2df_{AB} = (2-1)(3-1) = 2 ve dfE=2×3×(51)=24df_E = 2 \times 3 \times (5-1) = 24
Dengeli iki yönlü MANOVA'da etkileşim serbestlik derecesi faktör düzey sayılarının bir eksiğinin çarpımıdır; hata serbestlik derecesi ise toplam göze sayısı ile hücre içi serbestlik derecesinin çarpımıdır.
2
E ve H+E matrislerinin determinantlarının bulunması
E=(20×20)(10×10)=300|E| = (20\times20) - (10\times10) = 300 ve HAB+E=(30×30)(15×15)=675|H_{AB} + E| = (30\times30) - (15\times15) = 675
Wilks' Lambda istatistiğini hesaplamak için Hata (E) matrisinin determinantının, Hipotez+Hata (HAB+EH_{AB}+E) matrisinin determinantına bölünmesi gerekir.
3
Wilks' Lambda değerinin hesaplanması
ΛAB=300/675=4/9\Lambda_{AB} = 300 / 675 = 4 / 9
Hesaplanan determinant değerleri Λ=E/H+E\Lambda = |E| / |H+E| formülünde yerine konulmuştur.
4
İki yönlü MANOVA için etkileşim varsayımı yorumunun yapılması
Etkileşim anlamlı ise temel etkiler doğrudan yorumlanmaz.
İstatistiksel analiz hiyerarşisinde etkileşim mevcutken temel etkilere bakmak maskeleyici (yanıltıcı) sonuçlar doğurur, basit temel etkilere bakılmalıdır.

Anahtar Kavram

İki Yönlü MANOVA'da Serbestlik Derecesi ve Test İstatistiklerinin Hesaplanması
Bu soruyu puanla