Soru

Zorluk: ZorBonferroni ve Sidak Düzeltmeleri

Orman Genel Müdürlüğünde görevli bir araştırmacı, 77 farklı ağaç türünün kuraklığa dayanıklılık sürelerini incelediği bir çalışmada varyans analizi (ANOVA) uygulamıştır. Araştırmacı, tüm olası ikili karşılaştırmaları yapmak yerine, deneyin amacına uygun olarak önceden belirlediği 33 yerli türün her birini, 44 ithal türün her biriyle karşılaştırmaya karar vermiştir.

Deney genelindeki I. tip hata oranını (FWER) α=0,05\alpha = 0,05 seviyesinde tutmayı hedefleyen araştırmacı, bu karşılaştırmaların birbirinden bağımsız olduğu varsayımına dayanarak Şidak (Sidak) düzeltmesini kullanacaktır.

Buna göre, araştırmacının her bir test için kullanması gereken düzeltilmiş anlamlılık düzeyi formülü ile Şidak yönteminin Bonferroni yöntemine göre temel teorik farkı aşağıdakilerin hangisinde doğru verilmiştir?

  1. Düzeltilmiş α\alpha değeri 1(10,05)1/121 - (1 - 0,05)^{1/12} olarak hesaplanır; Şidak yöntemi bağımsızlık varsayımına dayandığı için Bonferroni'ye kıyasla daha az tutucudur ve testin istatistiksel gücünü artırır.Cevap
  2. B
    Düzeltilmiş α\alpha değeri 0,0512\frac{0,05}{12} olarak hesaplanır; Şidak yöntemi, grup varyanslarının heterojen olduğu durumlar için özel olarak geliştirilmiş olup varsayım ihlallerine karşı Bonferroni'den daha dirençlidir.
  3. C
    Düzeltilmiş α\alpha değeri 1(10,05)1/211 - (1 - 0,05)^{1/21} olarak hesaplanır; Şidak yöntemi, yalnızca gruptaki tüm olası ikili karşılaştırmaların eksiksiz yapıldığı durumlarda Bonferroni'nin yerini alabilir.
  4. D
    Düzeltilmiş α\alpha değeri 0,0521\frac{0,05}{21} olarak hesaplanır; Şidak yöntemi, karşılaştırmaların bağımlı olduğu durumlarda Bonferroni'ye göre I. tip hatayı çok daha kesin bir şekilde sınırlar ve tutucu davranır.
  5. E
    Düzeltilmiş α\alpha değeri 0,057\frac{0,05}{7} olarak hesaplanır; Şidak yöntemi, toplam karşılaştırma sayısını değil, doğrudan modele giren faktörün düzey sayısını formülde temel alır.

Cevap

Düzeltilmiş α\alpha değeri 1(10,05)1/121 - (1 - 0,05)^{1/12} olarak hesaplanır; Şidak yöntemi bağımsızlık varsayımına dayandığı için Bonferroni'ye kıyasla daha az tutucudur ve testin istatistiksel gücünü artırır.
Düzeltilmiş anlamlılık düzeyi hesaplanırken, yapılacak spesifik karşılaştırma sayısı (mm) temel alınır. 33 yerli ve 44 ithal türün ikili eşleştirilmesiyle m=3×4=12m = 3 \times 4 = 12 adet karşılaştırma planlanmıştır. Şidak düzeltmesi αyeni=1(1α)1/m\alpha_{yeni} = 1 - (1 - \alpha)^{1/m} formülüyle hesaplandığından sonuç 1(10,05)1/121 - (1 - 0,05)^{1/12} olur. Teorik olarak Şidak yöntemi, çoklu testlerin birbirinden bağımsız olduğu ihtimaliyetine dayanır ve elde edilen yeni α\alpha sınırını Bonferroni'ye (α/m\alpha/m) kıyasla daha yüksek tutar. Sınırın (eşik değerin) daha geniş olması, testin istatistiksel gücünü (1β1-\beta) artırır ve Bonferroni'nin yarattığı aşırı muhafazakâr (tutucu) etkiyi yumuşatır.

Adım Adım Çözüm

1
Yapılacak olan toplam bağımsız karşılaştırma sayısını (mm) belirleyin.
Araştırmacı 33 yerli tür ile 44 ithal türü çaprazlayacağı için karşılaştırma sayısı m=3×4=12m = 3 \times 4 = 12 olur.
Tüm ikili karşılaştırmalar (7×6/2=217 \times 6 / 2 = 21) yerine, yalnızca araştırmacının önceden planladığı spesifik karşılaştırma sayısı formülde dikkate alınmalıdır.
2
Şidak (Sidak) düzeltmesi formülünü uygulayın.
Formül: αyeni=1(1α)1/m\alpha_{yeni} = 1 - (1 - \alpha)^{1/m}. Veriler yerine konduğunda düzeltilmiş α=1(10,05)1/12\alpha = 1 - (1 - 0,05)^{1/12} elde edilir.
Aile bazında hata oranını (FWER) α=0,05\alpha = 0,05 seviyesinde tutmak için her bir testin anlamlılık düzeyi bu formülle güncellenmelidir.
3
Şidak ve Bonferroni yöntemlerinin teorik yapılarını karşılaştırın.
Şidak yöntemi, testlerin bağımsız olduğunu varsayar. Bonferroni ise Boole eşitsizliğine dayandığı için bağımsızlık varsaymaz ve her koşulda daha tutucu (muhafazakâr) davranarak testin gücünü düşürür.
Şidak yönteminin ürettiği düzeltilmiş α\alpha değeri, Bonferroni değerine (α/m\alpha/m) göre çok az da olsa daha büyüktür. Bu durum sıfır hipotezini reddetmeyi kolaylaştırarak istatistiksel gücü artırır.

Anahtar Kavram

Deney tasarımında çoklu karşılaştırmalar sırasında I. tip hata oranının (FWER) Bonferroni ve Şidak yöntemleriyle kontrol edilmesi ve yöntemlerin teorik farklılıkları.
Bu soruyu puanla