Mediana

Wilcoxon-Mann-Whitney

Se usa para comparar dos grupos, se deben utilizar variables numéricas ordinales, primero se organizan de menor a mayor. La prueba es utilizada en estudios de toxicología y reproducción en microorganismos (Rousseaux & Gad, 2013).

Asume qué:

  1. Las dos muestras son independientes entre sí.
  2. Igualdad de varianzas

La Hipótesis

\[ H_0 :\text {Las distribuciones de los dos grupos son iguales} \] *Nota:la hipótesis nula de que las medianas de los grupos son iguales, se aplica cuando la forma de la distribución en cada grupo es la misma.

Usalmente la hipotesis nula se basa sobre la igualdad de medias.

Kruskal-Wallis

La prueba de Kruskal-Wallis se utiliza para determinar si existe o no una diferencia estadísticamente significativa entre las medianas de tres o más grupos independientes. La prueba es una ampliación del Wilcoxon-Mann-Whitney.

También en la prueba se tiene la hipótesis nula de que las medias son iguales. No necesariamente proviene de una distribución normal.

Gauthier & Hawley (2015).

Prueba de los rangos con signo de Wilcoxon

La prueba suele realizarse cuando dos muestras no son independientes entre sí, puesto que fueron evaluadas en dos periodos de tiempo. Se realiza la prueba a variables ordinales, el número de registros no puede superar 30.

En la prueba se realiza la diferencia entre los dos periodos de tiempo.

\[ D_i = Y_i\ -\ X_i\ \] Se asume que las diferencias son mutuamente independientes entre sí. Que la distribución de las diferencias es simétrica (Rey & Neuhäuser, 2011).

La Hipotesis nula es: \[ H_0: \text {La mediana de las diferencias de cada par de datos es cero.} \]

Prueba de Friedman

La prueba de Friedman es una extensión de la prueba de Wilcox con signo, se trabaja con muestras pareadas, pero se aumenta el número de registros por individuos, es decir, se pueden haber tomando registros sobre el individuo más de tres veces. También es considerada una prueba de alternativa al ánalis de varianza en medidas repetidas.

Varianza

Prueba F- Fisher

La hipótesis es que la varianza de los dos grupos es igual

\[ H_0 : \sigma_1^2 = \sigma_2^2 \] Para poder correr la prueba es necesario que los residuos de los datos tengan una distribución normal.

Prueba de Levene

Se evalúan las desviaciones absolutas con respecto a la media (Esmailzadeh, 2019)

Se evalúa la igualdad de varianzas. Los supuestos que son necesario para realizar el Test son:

  1. Observaciones independientes.
  2. la variable de prueba tiene un nivel de escala métrica.

Prueba de Bartlett

Se evalúa la igualdad de varianzas, se debe tener en cuenta que los residuos provengan de una distribución normal. Se puede evaluar en más de dos grupos.

No requiere que los tamaños de las muestras sean iguales

Prueba de Brown y Forsythe

Es una prueba similar al test de Levene, sin embargo, las desviaciones se hayan con respecto a las medianas.

La prueba rechaza la hipótesis nula si F supera el percentil 1 - alfa de la distribución F con v1 y v2 grados de libertad (Esmailzadeh, 2019).

Prueba de Fligner-Killeen

Para realizar la prueba se deben ordenar las variables de menor a mayor, se hayan las desviaciones respecto a la mediana.

La prueba de Fligner es menos sensible a desviaciones del supuesto de normalidad

Prueba de Cochran

La prueba de Cochran es no paramétrica sirve para comparar más de dos grupos. Se debe tener en cuenta que el número de observaciones debe ser igual en todos los grupos.

Covarianza

ANCOVA

La ANCOVA es una prueba para comparar la covarianza entre varios grupos. Se considera una extensión del análisis de varianza ANOVA, puesto que es el mismo modelo, salvo que se incluye la covariable.

En práctica los datos de la clase

Datos

set.seed(2023)
gn = gl(n = 2, k = 15, length = 30, labels = c("G1", "G2"))
ge = c(sort(rnorm(15,1.02,0.02)), sort (rnorm(15,1.06,0.025)))
ge = round(ge,2)
df0 = data.frame(gn,ge)
df0
##    gn   ge
## 1  G1 0.98
## 2  G1 1.00
## 3  G1 1.00
## 4  G1 1.01
## 5  G1 1.01
## 6  G1 1.01
## 7  G1 1.01
## 8  G1 1.01
## 9  G1 1.02
## 10 G1 1.02
## 11 G1 1.03
## 12 G1 1.03
## 13 G1 1.03
## 14 G1 1.04
## 15 G1 1.04
## 16 G2 1.01
## 17 G2 1.04
## 18 G2 1.04
## 19 G2 1.05
## 20 G2 1.05
## 21 G2 1.05
## 22 G2 1.07
## 23 G2 1.07
## 24 G2 1.07
## 25 G2 1.07
## 26 G2 1.08
## 27 G2 1.08
## 28 G2 1.09
## 29 G2 1.10
## 30 G2 1.13

Wilcox Test

wilcox_test_result <- wilcox.test(ge ~ gn, data = df0)
## Warning in wilcox.test.default(x = DATA[[1L]], y = DATA[[2L]], ...): cannot
## compute exact p-value with ties
print(wilcox_test_result)
## 
##  Wilcoxon rank sum test with continuity correction
## 
## data:  ge by gn
## W = 11.5, p-value = 2.675e-05
## alternative hypothesis: true location shift is not equal to 0

Prueba de Levene

No hay diferencias entre las varianzas

library(car) 
## Loading required package: carData
## Warning: package 'carData' was built under R version 4.3.1
levene_test_result <- leveneTest(ge ~ gn, data = df0)
print(levene_test_result)
## Levene's Test for Homogeneity of Variance (center = median)
##       Df F value Pr(>F)
## group  1  1.8701 0.1823
##       28

Prueba de Barlett

De acuerdo con la prueba no hay homogenidad de varianzas entre los dos grupos.

library(stats) 
bartlett_test_result <- bartlett.test(ge ~ gn, data = df0)
print(bartlett_test_result)
## 
##  Bartlett test of homogeneity of variances
## 
## data:  ge by gn
## Bartlett's K-squared = 4.04, df = 1, p-value = 0.04443

Referencia bibliográfica

Correa, J. C, Iral, R., & Rojas, L. (2006). Estudio de potencia de pruebas de homogeneidad de varianza. Revista Colombiana de Estadística, 29(1), 57–76. http://www.scielo.org.co/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0120-17512006000100004&lng=en&nrm=iso&tlng=es

Esmailzadeh, N. (2019). A Comparison of Five Bootstrap and Non-Bootstrap Levene-Type Tests of Homogeneity of Variances. Iranian Journal of Science and Technology, Transaction A: Science, 43(3), 979–989. https://doi.org/10.1007/S40995-018-0485-0/METRICS

Gauthier, T. D., & Hawley, M. E. (2015). Statistical Methods. Introduction to Environmental Forensics: Third Edition, 99–148. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-404696-2.00005-9

Rey, D., & Neuhäuser, M. (2011). Wilcoxon-Signed-Rank Test. International Encyclopedia of Statistical Science, 1658–1659. https://doi.org/10.1007/978-3-642-04898-2_616

Rousseaux, C. G., & Gad, S. C. (2013). Statistical Assessment of Toxicologic Pathology Studies. Haschek and Rousseaux’s Handbook of Toxicologic Pathology, Third Edition: Volume 1-3, 1–2, 893–988. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-415759-0.00030-3