Odchylenie statystyki Cohena


12

Cohena jest jednym z najczęstszych sposobów mierzenia wielkości efektu ( patrz Wikipedia ). Po prostu mierzy odległość między dwoma środkami pod względem zbiorczego odchylenia standardowego. Jak możemy uzyskać matematyczny wzór szacowania wariancji Cohena ? dd

Edycja z grudnia 2015 r .: Z tym pytaniem wiąże się pomysł obliczania przedziałów ufności wokół . W tym artykule stwierdzono, żed

σd2=n+n×+d22n+

gdzie jest sumą dwóch wielkości próbek, a jest iloczynem dwóch wielkości próbek.n+n×

Jak powstaje ta formuła?


@Clarinetist: Edytowanie pytania innej osoby jest nieco kontrowersyjne, aby dodać do niego więcej treści i więcej pytań (w przeciwieństwie do poprawienia brzmienia). Pozwoliłem sobie zatwierdzić twoją edycję (biorąc pod uwagę, że umieściłeś hojną nagrodę i myślę, że twoja edycja poprawi pytanie), ale inni mogą zdecydować się wycofać.
— ameba mówi Przywróć Monikę

1
@amoeba Nie ma problemu. Tak długo, jak formuła istnieje dla (której wcześniej nie było) i jasne jest, że szukamy matematycznego wyprowadzenia formuły, to w porządku. σd2
— Klarnecista

Myślę, że mianownik drugiej frakcji powinien wynosić . Zobacz moją odpowiedź poniżej. 2(n+−2)

Odpowiedzi:


15

Zauważ, że wyrażenie wariancji w pytaniu jest przybliżeniem. Hedges (1981) wyprowadził dużą wariancję próbki i aproksymację w ustawieniu ogólnym (tj. Wiele eksperymentów / badań), a moja odpowiedź w zasadzie omawia pochodne w pracy.d

Po pierwsze, wykorzystamy następujące założenia:

Załóżmy, że mamy dwie niezależne grupy leczenia, (leczenie) i (kontrola). Niech i być oceniane / Odpowiedzi / niezależnie od tematu w grupie i pod warunkiem w grupie , odpowiednio.C Y T i Y C j i T j C.TCYTiYCjiTjC

Zakładamy, że odpowiedzi są normalnie rozłożone i grupy leczenia i kontrolne mają wspólną wariancję, tj

YTi∼N(μT,σ2),i=1,…nTYCj∼N(μC,σ2),j=1,…nC

Wielkość efektu, którą chcemy oszacować w każdym badaniu, to . Oszacowanie wielkości efektu, którego użyjemy, to gdzie jest obiektywną wariancją próby dla grupy . δ=μT−μCσ

d=Y¯T−Y¯C(nT−1)ST2+(nC−1)SC2nT+nC−2
Sk2k

Rozważmy właściwości dużej próbki . d

Najpierw zauważ, że: i (luźny z moją notacją): i

Y¯T−Y¯C∼N(μT−μC,σ2nT+nCnTnC)
(1)(nT−1)ST2σ2(nT+nC−2)=1nT+nC−2(nT−1)ST2σ2∼1nT+nC−2χnT−12
(2)(nC−1)SC2σ2(nT+nC−2)=1nT+nC−2(nC−1)SC2σ2∼1nT+nC−2χnC−12

Równania (1) i (2) prowadzą do tego, że (znowu, luźno z moją notacją):

1σ2(nT−1)ST2+(nC−1)SC2nT+nC−2∼1nT+nC−2χnT+nC−22

A teraz sprytna algebra: gdzie

d=Y¯T−Y¯C(nT−1)ST2+(nC−1)SC2nT+nC−2=(σnT+nCnTnC)−1(Y¯T−Y¯C)(σnT+nCnTnC)−1(nT−1)ST2+(nC−1)SC2nT+nC−2=(Y¯T−Y¯C)−(μT−μC)σnT+nCnTnC+μT−μCσnT+nCnTnC(nT+nCnTnC)−1(nT−1)ST2+(nC−1)SC2σ2(nT+nC−2)=nT+nCnTnC(θ+δnTnCnT+nCVν)
θ∼N(0,1), i . Zatem jest razy zmienna, która następuje po rozkładzie t z stopnie swobody i parametr .V∼χν2ν=nT+nC−2dnT+nCnTnCnT+nC−2δnTnCnT+nC

Korzystając z właściwości momentu rozkładut , wynika, że: gdzie

(3)Var(d)=(nT+nC−2)(nT+nC−4)(nT+nC)nTnC(1+δ2nTnCnT+nC)−δ2b2
b=Γ(nT+nC−22)nT+nC−22Γ(nT+nC−32)≈1−34(nT+nC−2)−1

Zatem równanie (3) zapewnia dokładnie dużą wariancję próbki. Zauważ, że obiektywnym estymatorem dla jest , z wariancją:δbd

Var(bd)=b2(nT+nC−2)(nT+nC−4)(nT+nC)nTnC(1+δ2nTnCnT+nC)−δ2

W przypadku dużych stopni swobody (tj. ) wariancja zmienia się z stopniami swobody i parametrem niecentralności może być aproksymowany przez ( Johnson, Kotz, Balakrishnan, 1995 ). Mamy więc: nT+nC−2tνp1+p22ν

Var(d)≈nT+nCnTnC(1+δ2(nTnCnT+nC)2(nT+nC−2))=nT+nCnTnC+δ22(nT+nC−2)

Podłącz nasz estymator dla i gotowe.δ


Bardzo, bardzo ładne pochodzenie. Kilka pytań: 1) czy mógłbyś wyjaśnić, co oznacza notacja (wiem, że ma to coś wspólnego z różnicą przykładowych środków, ale jak oba mogą mieć ten sam indeks?)? 2) czy możesz wyjaśnić, w jaki sposób dokonuje się aproksymacji dla (nie potrzebuję wszystkich szczegółów, źródło jest w porządku i może krótkie wyjaśnienie)? W przeciwnym razie jestem z tego całkiem zadowolony. (+1) To również zgadza się z obserwacją, którą poczyniłem, że nie ma normalnego rozkładu, w przeciwieństwie do wyjaśnienia w powiązanym artykule w PO. bdY¯iT−Y¯iCbd
— Klarnecista

@Clarinetist Thanks! 1) Jak mogą mieć ten sam indeks? Literówka, właśnie tak! : P Są artefaktem mojego pierwszego szkicu odpowiedzi. Naprawię to. 2) Wyciągnąłem go z papieru z żywopłotów - w tej chwili nie znam jego pochodzenia, ale pomyślę o tym jeszcze trochę.

Teraz szukam wyprowadzenia, ale dla twojej informacji licznik powinien wynosić . Γ ( n T + n C - 2bΓ(nT+nC−22)
— Klarnecista

Wyprowadzenie dokumencie: math.stackexchange.com/questions/1564587/... . Okazuje się, że prawdopodobnie wystąpił błąd znaku.
— Klarnecista

@mike: bardzo imponująca odpowiedź. Dziękujemy za poświęcenie czasu na podzielenie się z nami.
— Denis Cousineau,
Korzystając z naszej strony potwierdzasz, że przeczytałeś(-aś) i rozumiesz nasze zasady używania plików cookie i zasady ochrony prywatności.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.