タイプII(ベータ)エラー、検出力、サンプルサイズをグラフィカルに表示するにはどうすればよいですか?


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統計の概要を書くように求められ、p値と検出力の関係をグラフィカルに示す方法に苦労しています。私はこのグラフを思いつきました:

相互作用する2つのガウス曲線

私の質問:これを表示するより良い方法はありますか?

ここに私のRコードがあります

x <- seq(-4, 4, length=1000)
hx <- dnorm(x, mean=0, sd=1)

plot(x, hx, type="n", xlim=c(-4, 8), ylim=c(0, 0.5), 
ylab = "",
xlab = "",
main= expression(paste("Type II (", beta, ") error")), axes=FALSE)
axis(1, at = c(-qnorm(.025), 0, -4), 
     labels = expression("p-value", 0, -infinity ))

shift = qnorm(1-0.025, mean=0, sd=1)*1.7
xfit2 <- x + shift
yfit2 <- dnorm(xfit2, mean=shift, sd=1)

# Print null hypothesis area
col_null = "#DDDDDD"
polygon(c(min(x), x,max(x)), c(0,hx,0), col=col_null)
lines(x, hx, lwd=2)

# The alternative hypothesis area

## The red - underpowered area
lb <- min(xfit2)
ub <- round(qnorm(.975),2)
col1 = "#CC2222"

i <- xfit2 >= lb & xfit2 <= ub
polygon(c(lb,xfit2[i],ub), c(0,yfit2[i],0), col=col1)

## The green area where the power is
col2 = "#22CC22"
i <- xfit2 >= ub
polygon(c(ub,xfit2[i],max(xfit2)), c(0,yfit2[i],0), col=col2)

# Outline the alternative hypothesis
lines(xfit2, yfit2, lwd=2)

axis(1, at = (c(ub, max(xfit2))), labels=c("", expression(infinity)), 
    col=col2, lwd=1, lwd.tick=FALSE)


legend("topright", inset=.05, title="Color",
   c("Null hypoteses","Type II error", "True"), fill=c(col_null, col1, col2), horiz=FALSE)

abline(v=ub, lwd=2, col="#000088", lty="dashed")

arrows(ub, 0.45, ub+1, 0.45, lwd=3, col="#008800")
arrows(ub, 0.45, ub-1, 0.45, lwd=3, col="#880000")

更新


すばらしい回答をありがとう。私はいくつかのコードを変更しました:

# Print null hypothesis area
col_null = "#AAAAAA"
polygon(c(min(x), x,max(x)), c(0,hx,0), col=col_null, lwd=2, density=c(10, 40), angle=-45, border=0)
lines(x, hx, lwd=2, lty="dashed", col=col_null)

...
legend("topright", inset=.015, title="Color",
   c("Null hypoteses","Type II error", "True"), fill=c(col_null, col1, col2), 
       angle=-45,
       density=c(20, 1000, 1000), horiz=FALSE)

私は、帰無仮説の点線のやや曖昧な絵が好きです。なぜなら、それは本当に存在しないことを示すからです。私は透明性とアルファの追加について考えてきましたが、1つの写真に多くの情報が入り込むことを心配しているため、そうしないことを選択しました。

ここに画像の説明を入力してください

印刷された記事の制限は、読者に実験させることを許しません。@Greg Snowの返信をTeachingDemosで選択しました。2つのエラーが重ならないというアイデアが大好きだからです。


4
疑似透明度を使用すると、グラフをわずかに強化できます。この答えのようなもの。
カラカル

@caracal(+1)威力を示す領域に(あなたのような)威勢のいいパターンを追加する必要があります。
chl

これは素晴らしいことです。他の場所でも同様のプロットを見てきました。しかし、これは複数のp値の実際の値とそれらのp値でのパワーを示していません。さまざまなp値とサンプルサイズの検出力を計算し、1つのグラフに複数の線を置くことができます
Peter Flom-Reinstate Monica

1
たぶん、G * Power 3のプロットのタイプをチェックしてソフトウェアが生成する対象のアイデアに役立つでしょう。メモリーからは、chlとcaracalがすでに提示したものと非常に似ているように見えます(Rでそれを行う方法は何も助けになりません)。
アンディW

@Andy G *パワーにヒントを得たパワー対効果サイズのプロット、またはパワー対アルファのプロットは、本当に素晴らしい追加でしょう。最初の場合、開始はこの答えかもしれませんはであり、2番目のケースに簡単に適応できるはずです。
カラカル

回答:


9

同様のプロットで遊んでみたところ、2つの曲線が互いにブロックせず、むしろ垂直方向にオフセットしている場合(ただし、同じx軸上にある場合)にうまく機能することがわかりました。これにより、一方の曲線が帰無仮説を表し、もう一方の曲線が対立仮説のもとでの平均値を表すことが明らかになります。power.exampRのTeachingDemosパッケージの関数はこれらのプロットを作成し、run.power.examp関数(同じパッケージ)を使用すると、引数を対話的に変更してプロットを更新できます。


+1、私よりも完全なイラスト。(実際には、TeachingDemosパッケージに何かがあることは知っていましたが、それを検索するには
面倒

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いくつかの考え:(a)透明性を使用し、(b)ある程度の双方向性を許可します。

主にJavaアプレットに触発された私のテイクです Type IおよびType IIのエラー私の見解を示します-Justice Systemで間違いを犯します。これはかなり純粋な描画コードなので、要点#1139310として貼り付けました

外観は次のとおりです。

ここに画像の説明を入力してください

H0


それは本当に素晴らしいです、私は前にaplpackを見たことがありません。
ケンウィリアムズ

1
@Kenありがとう。aplpackパッケージには、いくつかの良いアドオンデータすなわち用を持っています。ただし、tcl / tkにも依存しているrpanelは、より複雑なものにはおそらくより良いオプションです。現在、RStudioと操作パッケージを使用すると、Rの基本プロットを簡単に拡張できます。
chl11年

8

G Power 3は、MacおよびWindowsで利用可能な無料のソフトウェアで、電力分析用の非常に優れたグラフ機能を備えています。メイングラフは、グラフおよび@chlで表示されるグラフとほぼ一致しています。単純な直線を使用して、帰無仮説と代替仮説検定の統計分布、およびベータとアルファの色を別々の色で示します。

G Power 3の優れた機能は、多数の一般的な電力解析シナリオをサポートし、GUIによって学生や応用研究者が簡単に探索できることです。

以下に、スライドのスクリーンショット(電力分析のセクションで記述統計について行っプレゼンテーションから取得)と、そのような複数のグラフを左側に示します。片側t検定バージョンを選択した場合は、例のようになります。

g power 3グラフ

統計的検出力と仮説検定に関連する要因(アルファ、効果サイズ、サンプルサイズ、検出力など)間の機能的関係を示すグラフを作成することもできます。ここでそのようなグラフのいくつかの例を紹介します。そのようなグラフの一例を次に示します。

ここに画像の説明を入力してください


興味深いパッケージ、私は将来的にそれを見ていきます。グラフは、フィールドに慣れていない人にとっては少し複雑に見えます。私の聴衆は、数学的または統計的な背景知識のないMDです。ありがとう!
マックスゴードン
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