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リサーチツール · 3 つ以上の平均の比較

一元配置分散分析(ANOVA)計算ツール

複数の独立したグループの平均は等しいでしょうか。要約統計量か生データを入力すると、分散分析表、頑健な F 検定、効果量、Tukey の対比較が得られます。

分散分析をオンラインで計算

各グループの n・平均・標準偏差を入力するか(グループは追加・削除できます)、グループごとに 1 列の生データを貼り付けるか、データファイルを開きます。アップロードはしません。

コンセプト A
コンセプト B
コンセプト C
コンセプト D

一元配置分散分析

F(3, 116) = 6.71

グループ平均の差は偶然では説明できない大きさです(α = .05)。グループの違いで分散の η² = 0.148 を説明します。等分散を仮定しない Welch の F:F(3, 64.01) = 6.79, p < .001。

p < .001

記述統計

記述統計
n平均標準偏差平均の 95% 信頼区間
コンセプト A3053.6714.43[48.28, 59.06]
コンセプト B2866.8615.00[61.04, 72.68]
コンセプト C3250.9114.31[45.75, 56.07]
コンセプト D3060.4716.30[54.38, 66.56]

分散分析表

分散分析表
変動要因平方和自由度平均平方Fp
群間4542.08631514.0296.712p < .001
群内26166.591116225.574
全体30708.677119

等分散を仮定しない検定

等分散を仮定しない検定
F自由度p
Welch6.7873, 64.01p < .001
Brown–Forsythe6.6983, 113.83p < .001

Levene 検定と Kruskal–Wallis 検定には生データが必要です。「生データ」に切り替えると表示されます。

効果量

効果量
推定値95% 信頼区間
η²(イータ二乗)0.148[0.036, 0.251]
ω²(オメガ二乗、偏りが小さい)0.125

Tukey HSD による多重比較

Tukey HSD による多重比較
比較平均の差調整済み p95% 信頼区間
コンセプト A − コンセプト B-13.19p = .006[-23.48, -2.90]
コンセプト A − コンセプト C2.76p = .888[-7.19, 12.71]
コンセプト A − コンセプト D-6.80p = .301[-16.91, 3.31]
コンセプト B − コンセプト C15.95p < .001[5.82, 26.08]
コンセプト B − コンセプト D6.39p = .372[-3.90, 16.68]
コンセプト C − コンセプト D-9.56p = .064[-19.51, 0.39]

グループの大きさが異なる場合は Tukey–Kramer 法。p 値と区間はスチューデント化された範囲の分布にもとづき、ファミリー単位の誤り率を制御します。

01

どの F を報告するか

通常の F 検定は母分散が等しいことを前提にしています。Welch の分散分析は各グループを n/s² で重み付けし、分母の自由度を調整するので、分散が異なるとき(特に小さいグループのばらつきが大きいとき)にも正確です。Brown–Forsythe の F も頑健な選択肢です。ばらつきが似ていれば 3 つは一致するので、Welch を報告しても失うものはほとんどありません。

生データを使うと、Levene の等分散性検定と Kruskal–Wallis の H 検定も表示します。後者は正規性を仮定せずに平均順位を比べるので、偏った評価や短い評定尺度に向いています。グループが 2 つだけなら、F は Student の t の二乗になります。

  • η² = 群間平方和 ÷ 全体平方和。小標本では大きめに出るため、非心 F 分布から信頼区間を求めます。
  • ω² =(群間平方和 −(k − 1)× 群内平均平方)÷(全体平方和 + 群内平均平方)。偏りが小さい指標です。
  • Tukey HSD はスチューデント化された範囲の分布にもとづき、グループの大きさが異なる場合は Tukey–Kramer 法になります。
02

計算例:4 つのパッケージ案の購入意向

合成データ:120 人の回答者を 4 グループに分け、それぞれ 1 つのパッケージ案を購入意向(0–100)で評価しました。

分散分析:F(3, 116) = 6.71、p < .001。Welch の F(3, 64.0) = 6.79、p < .001 で結論は同じです。Levene は p = .941 で、ばらつきは同程度です。パッケージ案で分散の η² = .15(95% 信頼区間 [.04, .25]、ω² = .12)を説明します。

Tukey HSD では、α = 0.05 で 6 組中 2 組に有意な差がありました:コンセプト A と コンセプト B(p = .006)、コンセプト B と コンセプト C(p < .001)。順位にもとづく Kruskal–Wallis 検定も同じ結論です:H(3) = 17.17、p < .001。

03

使う場面と使わない場面

各回答者が 1 つのグループだけに属し、結果変数がグループ内でおおむね正規分布するか、各グループが十分に大きい(目安 20 以上)ことが前提です。

  • 3 つ以上の独立したグループ(コンセプト、セグメント、地域、広告セル)の数値結果を比べる。
  • t 検定を何度も繰り返す代わりに、全体検定と誤り率を制御した対比較を行う。
  • 同じ回答者がすべてのコンセプトを評価した場合には使わない:反復測定のモデルが必要です。
  • 2 つ以上の要因を同時に扱う場合には使わない:二元配置分散分析や一般線形モデルを使います。
  • カテゴリーの結果変数には使わない:カイ二乗検定を使います。
04

解釈と報告

有意な F(p < 0.05)は、平均がすべて等しくはないことを示すだけで、どのグループが異なるかはわかりません。それを示すのが Tukey HSD で、p 値と区間はすでに調整済みです。η² が約 0.01、0.06、0.14 ならそれぞれ小・中・大の効果とされます(Cohen による大まかな慣例)。小標本では ω² を優先してください。通常の F と Welch の F の結論が食い違う場合は Welch に従います。

報告例:F(3, 116) = 6.71、p < .001、η² = .15。Welch の F(3, 64.0) = 6.79、p < .001。

参考文献

参考文献・関連資料

  • Welch, B. L. (1951). On the comparison of several mean values: an alternative approach. Biometrika, 38(3–4), 330–336.

  • Tukey, J. W. (1949). Comparing individual means in the analysis of variance. Biometrics, 5(2), 99–114.

  • Kruskal, W. H., & Wallis, W. A. (1952). Use of ranks in one-criterion variance analysis. Journal of the American Statistical Association, 47(260), 583–621.

  • SciPy — scipy.stats.tukey_hsd

よくある質問

よくある質問

平均と標準偏差だけで分散分析はできますか?

できます。F 検定、Welch と Brown–Forsythe の F、η²、ω²、Tukey HSD は各グループの n・平均・標準偏差だけで決まります。Levene 検定と Kruskal–Wallis 検定は個々の値が必要なので、生データのときだけ表示されます。

通常の分散分析と Welch の分散分析の違いは?

通常の分散分析は分散が等しいと仮定して併合します。Welch の分散分析は n/s² で重み付けし近似自由度を使うので、分散が異なっても正確です。ばらつきが似ていれば結果は近く、Welch は安全な既定の選択です。

t 検定を繰り返さず Tukey HSD を使うのはなぜですか?

t 検定を 1 回増やすごとに偽陽性の機会が増えます。4 グループなら 6 組の比較になり、α = 0.05 で少なくとも 1 つ誤って「有意」となる確率は 5% を大きく超えます。Tukey HSD は比較全体の誤り率を 5% に保ちます。

分散分析の代わりに Kruskal–Wallis 検定を使うのはいつですか?

データの偏りが大きいとき、外れ値があるとき、小さなグループで短い評定尺度を使っているときです。Kruskal–Wallis 検定は正規性を仮定せずに平均順位を比べ、少し異なる問い(あるグループの値が高くなりやすいか)に答えます。

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いいえ。入力した値、貼り付けたデータ、開いたファイルはすべてこのブラウザーのタブ内だけで計算します。

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