Hoorcollege aantekeningen TAK
Hoorcollege 1 – 9/2 – General Lineair model
Informatiecursus
- Werkgroepen niet verplicht: aan de slag met practicum, begeleiding (vragen)
- Hoorcolleges worden opgenomen: opnames zijn een week beschikbaar
Voorbeeldsituatie
- Vijf onderzoeksvragen over de lichaamslengte van Nederlandse middelbare scholieren
Is de gemiddelde lengte 170 cm?
Wat is het lengteverschil tussen jongens en meisjes?
Wat is het groeitempo per maand?
Wat is het lengteverschil tussen jongens en meisjes na correctie voor leeftijd?
Is het groeitempo hetzelfde voor jongens en meisjes?
- Steekproef 100 scholieren (n = 100)
50 jongens, 50 meisjes
leeftijd 12 tot 18 jaar
- Variabelen (meetniveau)
Afhankelijke variabele: lengte in centimeters (ratio)
Onafhankelijke variabelen:
Groepsvariabele (F): geslacht, met 1 = jongen en 2 = meisje
(nominaal/dichotoom)
Interval variabele X: leeftijd, gemeten in maanden (ratio)
General Linear model
- Statistische technieken voor de vijf onderzoeksvragen gegeven de verzamelde gegevens
(meetniveau variabelen)
Is de gemiddelde lengte 170 cm? One-Sample t-test voor toetsen van één gemiddelde
Wat is lengteverschil tussen jongens en meisjes? Independent-Samples t-test voor
toetsen verschil twee gemiddelden
Wat is het groeitempo per maand? Enkelvoudige regressieanalyse voor het toetsen
van invloed van X op Y
Wat is lengteverschil tussen jongens en meisjes na correctie voor leeftijd? ANCOVA
voor toetsen verschil gemiddelden gecorrigeerd voor covariaat
Is het groeitempo hetzelfde voor jongens en meisjes? ANCOVA met interactie voor
toetsen van homogene regressielijnen
- Al deze technieken zijn bijzondere gevallen van het General Linear Model (GLM)
- General Linear Model
Data = Model + Error
𝑌 = 𝛽0 + 𝛽1𝑋1 + ⋯ + 𝛽𝑛𝑋𝑛 + 𝑒
e = voorspellingsfout
Met een afhankelijke variabele Y (minimaal interval) die kan worden verklaard door een
lineaire combinatie van predictoren X’en (minimaal interval) Model voor het verklaren
van afhankelijke variabelen, lineaire relaties
Het is het onderliggend model voor t-toets, ANOVA, ANCOVA, multipele regressie.
Schatting van parameters met kleinste kwadraten methode
Voor toetsing parameters de voorwaarde van onafhankelijke/aselecte steekproeven
(in scriptie niet altijd volledig mogelijk – wees hier bewust van)
Statistische assumpties residuen:
, Hoorcollege aantekeningen TAK
normaalverdeelde error
homoscedasticiteit
One-sample t-test
- Onderzoeksvraag 1 – Is de gemiddelde lengte 170cm?
- Nulhypothese toetsing (NHST)
Formuleer de nulhypothese en alternatieve hypothese en stel significantieniveau α vast
𝛼 = meestal 0.05, maximale kans op het maken van een fout; verkeerde conclusie
over nulhypothese, met deze waarde zegen we 0.05-5%-1/20 kans staan we toe op
het maken van een foutieve verwerping van een hypothese
p = komt uit steekproefresultaten
Bereken de toetsingsgrootheid en bepaal de overschrijdingskans 𝑝, en bereken het
betrouwbaarheidsinterval
Hoe meer steekproefresultaat afwijkt van nulhypothese situatie, hoe kleiner de
kans dat dit waar kan zijn
Betrouwbaarheidsinterval: uitspraken over nulhypothese + uitspraak over
waarschijnlijkheid binnen welke grenzen waarden zich wel zal bevinden
Beslissing:
P-waarde: als 𝑝 > 𝛼, dan H0 niet verwerpen en als 𝑝 ≤ 𝛼, dan H0 verwerpen
Betrouwbaarheidsinterval: als testwaarde (test value) binnen het passende
betrouwbaarheidsinterval, dan H0 niet verwerpen en als testwaarde buiten
passende betrouwbaarheidsinterval, dan H0 verwerpen
Significantieniveau
H0 : populatiegemiddelde 𝜇 is gelijk aan testwaarde 𝜇0
Significantieniveau: 𝛼 = 5%
Ongerichte alternatieve hypothesetweezijdige toetsing
Kijk of je een gerichte alternatieve hypothese kan stellen; verhoogt power
van je onderzoek!!!
- T-toets voor gemiddelde toepassen JASP
, Hoorcollege aantekeningen TAK
Descriptives
N = steekproefgrootte
Mean = gemiddelde
SD = Standaardafwijking; schaalafhankelijk
Coefficient of variation; gestandaardiseerde standaardafwijking
SE = Standaarderror; bij toetsing wordt toetsing grootheid berekend, stel dat we
oneindig veel steekproeven zouden trekken over het gemiddelde, oneindig veel
gemiddeldes > wat betreft uitkomst zal er een variatie zijn, normaal verdeelde
frequentieverdeling (meeste zitten rondom het populatiegemiddelde, maar kan één
met grote afwijking)
Normaalverdeling heeft gemiddelde (=populatiegem.) en spreiding (van
populatie gemiddelde) = standaarderror
Formule: SD/ √ n
Steekproefomvang heeft te maken met hoe precies je iets wilt meten, hoe
groter omvang, hoe kleiner error niet altijd om zo groot mogelijk, maar
zo precies mogelijk
One sample T-Test
Steekproef resultaat + test waarden (gem onder nulhypothese) = t-test
Beslissing adhv P-waarde
df = 99 = n – 1 Vrijheidsgraden
𝑝 < .001, dus 𝑝 < α (.05) Verwerp H0
Conclusie: Het populatiegemiddelde van de lichaamslengte van de
scholieren in Nederland is niet gelijk aan 170 centimeter.
Beslissing adhv Betrouwbaarheidsinterval
, Hoorcollege aantekeningen TAK
Het werkelijke verschil tussen de testwaarde (test value) en het
populatiegemiddelde ligt, op basis van deze steekproefgegevens, met een
betrouwbaarheid van 95% tussen -5.12 en -1.50.
Het populatiegemiddelde ligt, op basis van deze steekproefgegevens, met
een betrouwbaarheid van 95% tussen 164.88 (= 170 - 5.12) en 168.50 (=
170 – 1.50) cm. 95%-betrouwbaarheidsinterval populatiegemiddelde:
[164.88, 168.50]
Het 95%-betrouwbaarheidsinterval voor het verschil tussen de testwaarde
en het populatiegemiddelde [-5,12, -1,50] bevat de waarde 0 (= geen
verschil) niet. verwerp H0
Conclusie: Het populatiegemiddelde van de lichaamslengte van de
scholieren in Nederland is niet gelijk aan 170 centimeter.
Interpretatie 95% betrouwbaarheidsinterval
-
Werkelijke verschil bestaat soms wel en soms niet binnen interval
3 interval valt geheel buiten testwaarden – 47/50 correcte conclusie
-
- Hier: Bij drie van de 50 steekproeven omvat het BTI de ware verschil niet
- Betekenis 95% BTI
Voor een gerealiseerd 95% BTI geldt dat het met 95% betrouwbaarheid het werkelijke
verschil tussen de testwaarde en het populatiegemiddelde omvat.
- Betrouwbaarheidsinterval verwerpen als de waarde 0 niet erin voorkomt, waarde veronderstelt dat
er geen verschil is dus ondersteunt H0 H0 verwerpen als 0 er niet in zit!
Regressiemodel
- Onderzoeksvraag 1 – Is de gemiddelde lengte 170cm?
- Regressievergelijking:
b0 = gemiddelde lengte in de steekproef
-
Hoorcollege 1 – 9/2 – General Lineair model
Informatiecursus
- Werkgroepen niet verplicht: aan de slag met practicum, begeleiding (vragen)
- Hoorcolleges worden opgenomen: opnames zijn een week beschikbaar
Voorbeeldsituatie
- Vijf onderzoeksvragen over de lichaamslengte van Nederlandse middelbare scholieren
Is de gemiddelde lengte 170 cm?
Wat is het lengteverschil tussen jongens en meisjes?
Wat is het groeitempo per maand?
Wat is het lengteverschil tussen jongens en meisjes na correctie voor leeftijd?
Is het groeitempo hetzelfde voor jongens en meisjes?
- Steekproef 100 scholieren (n = 100)
50 jongens, 50 meisjes
leeftijd 12 tot 18 jaar
- Variabelen (meetniveau)
Afhankelijke variabele: lengte in centimeters (ratio)
Onafhankelijke variabelen:
Groepsvariabele (F): geslacht, met 1 = jongen en 2 = meisje
(nominaal/dichotoom)
Interval variabele X: leeftijd, gemeten in maanden (ratio)
General Linear model
- Statistische technieken voor de vijf onderzoeksvragen gegeven de verzamelde gegevens
(meetniveau variabelen)
Is de gemiddelde lengte 170 cm? One-Sample t-test voor toetsen van één gemiddelde
Wat is lengteverschil tussen jongens en meisjes? Independent-Samples t-test voor
toetsen verschil twee gemiddelden
Wat is het groeitempo per maand? Enkelvoudige regressieanalyse voor het toetsen
van invloed van X op Y
Wat is lengteverschil tussen jongens en meisjes na correctie voor leeftijd? ANCOVA
voor toetsen verschil gemiddelden gecorrigeerd voor covariaat
Is het groeitempo hetzelfde voor jongens en meisjes? ANCOVA met interactie voor
toetsen van homogene regressielijnen
- Al deze technieken zijn bijzondere gevallen van het General Linear Model (GLM)
- General Linear Model
Data = Model + Error
𝑌 = 𝛽0 + 𝛽1𝑋1 + ⋯ + 𝛽𝑛𝑋𝑛 + 𝑒
e = voorspellingsfout
Met een afhankelijke variabele Y (minimaal interval) die kan worden verklaard door een
lineaire combinatie van predictoren X’en (minimaal interval) Model voor het verklaren
van afhankelijke variabelen, lineaire relaties
Het is het onderliggend model voor t-toets, ANOVA, ANCOVA, multipele regressie.
Schatting van parameters met kleinste kwadraten methode
Voor toetsing parameters de voorwaarde van onafhankelijke/aselecte steekproeven
(in scriptie niet altijd volledig mogelijk – wees hier bewust van)
Statistische assumpties residuen:
, Hoorcollege aantekeningen TAK
normaalverdeelde error
homoscedasticiteit
One-sample t-test
- Onderzoeksvraag 1 – Is de gemiddelde lengte 170cm?
- Nulhypothese toetsing (NHST)
Formuleer de nulhypothese en alternatieve hypothese en stel significantieniveau α vast
𝛼 = meestal 0.05, maximale kans op het maken van een fout; verkeerde conclusie
over nulhypothese, met deze waarde zegen we 0.05-5%-1/20 kans staan we toe op
het maken van een foutieve verwerping van een hypothese
p = komt uit steekproefresultaten
Bereken de toetsingsgrootheid en bepaal de overschrijdingskans 𝑝, en bereken het
betrouwbaarheidsinterval
Hoe meer steekproefresultaat afwijkt van nulhypothese situatie, hoe kleiner de
kans dat dit waar kan zijn
Betrouwbaarheidsinterval: uitspraken over nulhypothese + uitspraak over
waarschijnlijkheid binnen welke grenzen waarden zich wel zal bevinden
Beslissing:
P-waarde: als 𝑝 > 𝛼, dan H0 niet verwerpen en als 𝑝 ≤ 𝛼, dan H0 verwerpen
Betrouwbaarheidsinterval: als testwaarde (test value) binnen het passende
betrouwbaarheidsinterval, dan H0 niet verwerpen en als testwaarde buiten
passende betrouwbaarheidsinterval, dan H0 verwerpen
Significantieniveau
H0 : populatiegemiddelde 𝜇 is gelijk aan testwaarde 𝜇0
Significantieniveau: 𝛼 = 5%
Ongerichte alternatieve hypothesetweezijdige toetsing
Kijk of je een gerichte alternatieve hypothese kan stellen; verhoogt power
van je onderzoek!!!
- T-toets voor gemiddelde toepassen JASP
, Hoorcollege aantekeningen TAK
Descriptives
N = steekproefgrootte
Mean = gemiddelde
SD = Standaardafwijking; schaalafhankelijk
Coefficient of variation; gestandaardiseerde standaardafwijking
SE = Standaarderror; bij toetsing wordt toetsing grootheid berekend, stel dat we
oneindig veel steekproeven zouden trekken over het gemiddelde, oneindig veel
gemiddeldes > wat betreft uitkomst zal er een variatie zijn, normaal verdeelde
frequentieverdeling (meeste zitten rondom het populatiegemiddelde, maar kan één
met grote afwijking)
Normaalverdeling heeft gemiddelde (=populatiegem.) en spreiding (van
populatie gemiddelde) = standaarderror
Formule: SD/ √ n
Steekproefomvang heeft te maken met hoe precies je iets wilt meten, hoe
groter omvang, hoe kleiner error niet altijd om zo groot mogelijk, maar
zo precies mogelijk
One sample T-Test
Steekproef resultaat + test waarden (gem onder nulhypothese) = t-test
Beslissing adhv P-waarde
df = 99 = n – 1 Vrijheidsgraden
𝑝 < .001, dus 𝑝 < α (.05) Verwerp H0
Conclusie: Het populatiegemiddelde van de lichaamslengte van de
scholieren in Nederland is niet gelijk aan 170 centimeter.
Beslissing adhv Betrouwbaarheidsinterval
, Hoorcollege aantekeningen TAK
Het werkelijke verschil tussen de testwaarde (test value) en het
populatiegemiddelde ligt, op basis van deze steekproefgegevens, met een
betrouwbaarheid van 95% tussen -5.12 en -1.50.
Het populatiegemiddelde ligt, op basis van deze steekproefgegevens, met
een betrouwbaarheid van 95% tussen 164.88 (= 170 - 5.12) en 168.50 (=
170 – 1.50) cm. 95%-betrouwbaarheidsinterval populatiegemiddelde:
[164.88, 168.50]
Het 95%-betrouwbaarheidsinterval voor het verschil tussen de testwaarde
en het populatiegemiddelde [-5,12, -1,50] bevat de waarde 0 (= geen
verschil) niet. verwerp H0
Conclusie: Het populatiegemiddelde van de lichaamslengte van de
scholieren in Nederland is niet gelijk aan 170 centimeter.
Interpretatie 95% betrouwbaarheidsinterval
-
Werkelijke verschil bestaat soms wel en soms niet binnen interval
3 interval valt geheel buiten testwaarden – 47/50 correcte conclusie
-
- Hier: Bij drie van de 50 steekproeven omvat het BTI de ware verschil niet
- Betekenis 95% BTI
Voor een gerealiseerd 95% BTI geldt dat het met 95% betrouwbaarheid het werkelijke
verschil tussen de testwaarde en het populatiegemiddelde omvat.
- Betrouwbaarheidsinterval verwerpen als de waarde 0 niet erin voorkomt, waarde veronderstelt dat
er geen verschil is dus ondersteunt H0 H0 verwerpen als 0 er niet in zit!
Regressiemodel
- Onderzoeksvraag 1 – Is de gemiddelde lengte 170cm?
- Regressievergelijking:
b0 = gemiddelde lengte in de steekproef
-