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सहसंबंध गुणांक कैलकुलेटर (Pearson और Spearman)

युग्मित डेटा के लिए Pearson r या Spearman क्रम-सहसंबंध: r², t-सांख्यक और द्विपक्षीय p-मान सहित।

AI लेखन टूल से मसौदा तैयारअपडेट किया गया जाँचे गए उदाहरण: 4

पढ़ाई के घंटे (डिफ़ॉल्ट उदाहरण)।
उन्हीं विद्यार्थियों के परीक्षा अंक, उसी क्रम में।
आज़माएँ
सहसंबंध गुणांक
सहसंबंध गुणांक: 0.981638
अधिकतम दशमलव स्थान: 6; निकटतम; बराबर दूरी पर शून्य से दूर
मजबूती
मजबूत धनात्मक
निर्धारण गुणांक r²
0.963613
t-सांख्यक
14.555426
स्वतंत्रता की कोटियाँ
8
p-मान (द्विपक्षीय)
4.865 × 10⁻⁷
युग्म n
10

r = 0.9816। मजबूती: मजबूत धनात्मक; संबंध: रैखिक। r² = 0.9636: अंतःखंड वाली न्यूनतम-वर्ग रेखा y के देखे गए बदलाव का 96.36% समझाती है। 10 स्वतंत्र युग्मों के लिए, शून्य मॉडल की मान्यताओं के अंतर्गत Pearson t-परीक्षण से p = 4.86 × 10⁻⁷ मिलता है। केवल सहसंबंध से कारण स्थापित नहीं होता।

x के अनुसार y

6070802468xy
युग्मन्यूनतम-वर्ग रेखा
गणना कैसे होती है S
  1. औसत

    xˉ=4.3,yˉ=66.8\bar x = 4.3,\quad \bar y = 66.8
  2. वर्गों और परस्पर गुणनफलों के योग

    Sxx=48.1,Syy=993.6,Sxy=214.6S_{xx} = 48.1,\quad S_{yy} = 993.6,\quad S_{xy} = 214.6
  3. सहसंबंध

    r=SxySxxSyy=214.648.1×993.6=0.981638r = \frac{S_{xy}}{\sqrt{S_{xx}S_{yy}}} = \frac{214.6}{\sqrt{48.1 \times 993.6}} = 0.981638
  4. परीक्षण सांख्यक

    t=rn−21−r2=0.98163881−0.963613=14.555426t = r\sqrt{\frac{n-2}{1-r^2}} = 0.981638\sqrt{\frac{8}{1-0.963613}} = 14.555426
  5. द्विपक्षीय p-मान

    p=2 P(T8>∣t∣)=4.86464×10−7p = 2\,P(T_{8} > |t|) = 4.86464 \times 10^{-7}

    युग्मों को स्वतंत्र और लगभग द्विचर सामान्य मानता है।

सहसंबंध गुणांक कैलकुलेटर (Pearson और Spearman) के बारे में

Pearson r बताता है कि युग्मित मान सीधी रेखा का कितना अनुसरण करते हैं: r = Sxy/√(Sxx·Syy)। दोनों औसतों से विचलनों के गुणनफलों के योग को वर्गों के दोनों योगों के गुणनफल के वर्गमूल से भाग देते हैं। यह पूर्ण घटती रेखा के −1 से, 0 होकर, पूर्ण बढ़ती रेखा के +1 तक जाता है। Spearman ρ, रैंकों पर निकाला गया Pearson r है; यह लगातार बढ़ती या घटती प्रवृत्ति मापता है और बाह्य मानों से कम प्रभावित होता है। p-मान के लिए n − 2 स्वतंत्रता अंश के साथ t = r√((n − 2)/(1 − r²)) उपयोग होता है। Pearson का यह संदर्भ परीक्षण शून्य सहसंबंध वाली द्विचर सामान्य समष्टि से स्वतंत्र युग्म मानता है। Spearman के लिए यह सन्निकटन है, सटीक क्रमचय परीक्षण नहीं।

डिफ़ॉल्ट में 10 विद्यार्थियों के पढ़ाई के घंटे और परीक्षा अंक युग्मित हैं: r = 0.9816, r² = 0.9636 और p = 4.9 × 10⁻⁷; एक मजबूत धनात्मक संबंध।

शून्य के करीब Pearson सहसंबंध का अर्थ सभी प्रकार के संबंधों का अभाव नहीं है। x = −3 से 3 तक y = x² में r ठीक 0 है, फिर भी स्पष्ट वक्र संबंध है।

Pearson और Spearman सहसंबंध

हर x के सामने वाला y उसी स्थान पर भरें। Pearson के लिए r = Sxy/√(SxxSyy) है। यह सीधी रेखा के आसपास संबंध मापता है, −1 से +1 तक। चिह्न दिशा बताता है और परिमाण रैखिक जुड़ाव। यह ढाल नहीं है, इसलिए अलग माप-इकाइयों वाले संबंधों की तुलना में भी उपयोग हो सकता है।

प्रारंभिक x = 1, 2, 2, 3, 4, 5, 5, 6, 7, 8 और y = 52, 55, 61, 58, 66, 70, 68, 75, 79, 84 हैं। माध्य 4.3 और 66.8, Sxx = 48.1, Syy = 993.6, Sxy = 214.6 से r = 0.981638 मिलता है।

गुणांक और उसके वर्ग का अर्थ

साधारण अवरोध वाली न्यूनतम-वर्ग रेखा में r² नमूने के y-विचरण का समझाया गया हिस्सा है। यहाँ r² लगभग 0.9636 है। r = 0.7 का अर्थ 70% समझाया गया विचरण नहीं; r² = 0.49, अर्थात 49%, होगा। मजबूत या कमजोर के शब्द संदर्भ और विषय पर निर्भर हैं।

शून्य Pearson का अर्थ हर प्रकार का संबंध न होना नहीं। x = −3 से 3 और y = x² में r शून्य है, जबकि हर y पूरी तरह x से तय है। वक्र के दोनों ओर की प्रवृत्तियाँ रैखिक गणना में रद्द हो जाती हैं।

रैंकों पर Spearman

Spearman पहले दोनों सूचियों को रैंक में बदलता है और उन रैंकों पर Pearson निकालता है। इसलिए लगातार बढ़ता या घटता वक्र भी पकड़ा जा सकता है। बराबर मानों को उनके रैंक-स्थानों का औसत मिलता है; 1, 2, 2, 3 की रैंक 1, 2.5, 2.5, 4 है।

x = 1 से 5 और y = x³ में Spearman ठीक 1 है। बराबर रैंकों वाले जाँचे हुए उदाहरण में गुणांक लगभग 0.575768 और t-आधारित सन्निकट p 0.135297 है। क्रम बनाए रखना महत्वपूर्ण है; केवल एक सूची छाँटने से जोड़ियाँ बदल जाती हैं।

उदाहरणगुणांकदो-तरफा p-मूल्य
प्रारंभिक मान0.9816384.864640E-7
ऋणात्मक संबंध-0.8910420.017161
बराबर रैंकों सहित स्पीयरमैन0.5757680.135297
शून्य सहसंबंध0.0000001.000000
घन फलन का स्पीयरमैन1.0000000.000000

p-मूल्य और छोटे नमूने

शून्य सहसंबंध की t गणना t = r√((n−2)/(1−r²)), df = n−2 है। प्रारंभिक Pearson p लगभग 4.864640 × 10⁻⁷ है। बहुत बड़ा n छोटे संबंध को भी सांख्यिकीय रूप से महत्वपूर्ण बना सकता है; p प्रभाव की मात्रा नहीं है।

Spearman के लिए यहाँ वही t तरीका सन्निकटन है। SciPy का संदर्भ छोटे नमूनों में permutation परीक्षण पर विचार करने को कहता है। रैंक गुणांक ±1 पर प्रदर्शित p = 0 इस सन्निकटन की सीमा है; सीमित नमूने का सटीक permutation p सचमुच शून्य नहीं होता।

बाहरी मान, स्थिर सूची और कारण

Pearson एक बाहरी मान से बहुत बदल सकता है। प्रारंभिक अंतिम अंक 84 की जगह 30 करने पर r लगभग 0.051 तक गिरता है। चित्र में वक्र, समूह और बाहरी मान देखे बिना एक गुणांक पर निर्भर न हों। रैंक विधि भी हर तरह के संबंध या दूषित डेटा का समाधान नहीं है।

कम-से-कम तीन जोड़ियाँ चाहिए। कोई सूची स्थिर हो तो सहसंबंध अपरिभाषित है, शून्य नहीं। Pearson की छोटी-नमूना t व्याख्या उपयुक्त सामान्यता और स्वतंत्र जोड़ों का मॉडल मानती है। सहसंबंध कारण नहीं बताता: तीसरा चर, उलटी दिशा या संयोग भी संबंध बना सकते हैं। रेखा और अनुमान के लिए प्रतिगमन कैलकुलेटर, अलग सूचियों का फैलाव देखने के लिए वर्णनात्मक सांख्यिकी उपयोग करें।

हल किए गए उदाहरण

पढ़ाई के घंटे बनाम अंक (डिफ़ॉल्ट)

x के मान
1, 2, 2, 3, 4, 5, 5, 6, 7, 8
y के मान
52, 55, 61, 58, 66, 70, 68, 75, 79, 84
गुणांक
Pearson r
सहसंबंध गुणांक
0.981638
निर्धारण गुणांक r²
0.963613
t-सांख्यक
14.555426
स्वतंत्रता की कोटियाँ
8
p-मान (द्विपक्षीय)
4.865 × 10⁻⁷
मजबूती
Strong positive

जाँच का स्रोत: पूर्णांक स्वतंत्रता अंश वाले Student t CDF के बंद रूप से p (Abramowitz & Stegun 26.7.4)

ऋणात्मक संबंध

x के मान
10, 20, 30, 40, 50, 60
y के मान
8.1, 7.4, 7.9, 6.2, 5.8, 6.0
गुणांक
Pearson r
सहसंबंध गुणांक
-0.891042
t-सांख्यक
-3.925982
p-मान (द्विपक्षीय)
0.017161
मजबूती
Strong negative

जाँच का स्रोत: A&S 26.7.4 के बंद रूप से p = 2·(1 − F_t(|t|; 4))

बराबर रैंकों के साथ Spearman

x के मान
1, 2, 2, 3, 4, 5, 5, 6
y के मान
3, 1, 4, 4, 5, 9, 2, 6
गुणांक
Spearman ρ
सहसंबंध गुणांक
0.575768
t-सांख्यक
1.724946
p-मान (द्विपक्षीय)
0.135297
स्वतंत्रता की कोटियाँ
6
मजबूती
Strong positive

जाँच का स्रोत: भिन्नों से रैंकों का Pearson r (Sxy = 95/4, Sxx = 41, Syy = 83/2), A&S 26.7.4 t CDF से p

पूर्ण सीधी रेखा

x के मान
1, 2, 3, 4
y के मान
3, 5, 7, 9
गुणांक
Pearson r
सहसंबंध गुणांक
1
निर्धारण गुणांक r²
1
p-मान (द्विपक्षीय)
0
मजबूती
Strong positive

जाँच का स्रोत: उदाहरण जाँच: y = 2x + 1 ठीक होने से r = 1; निरंतर शून्य मॉडल में t-परीक्षण का सीमांत p-मान 0 है

सवाल

0.7 सहसंबंध गुणांक का क्या अर्थ है?

काफी मजबूत धनात्मक रैखिक संबंध: x बढ़ने पर y भी बढ़ने की प्रवृत्ति रखता है। r² = 0.49 बताता है कि अंतःखंड वाली न्यूनतम-वर्ग रेखा y के देखे गए बदलाव का 49% समझाती है। Cohen (1988) के 0.1, 0.3 और 0.5 छोटे, मध्यम और बड़े प्रभाव के प्रचलित संकेत हैं; यहाँ मजबूती के वर्ग इन्हीं सीमाओं पर आधारित हैं। ये व्यवहार-विज्ञान के मोटे संकेत हैं; क्या मजबूत माना जाए, यह क्षेत्र पर निर्भर है।

Pearson और Spearman सहसंबंध में क्या अंतर है?

Pearson r मूल मानों से रैखिक संबंध मापता है। Spearman ρ उनके रैंकों पर वही सूत्र लगाता है, इसलिए एकदिश प्रवृत्ति मापता है। x = 1 से 10 और y = x³ पर Spearman ठीक 1, जबकि Pearson लगभग 0.928 देता है। Spearman बाह्य मानों से कम प्रभावित होता है और रेटिंग जैसे क्रमिक डेटा में उपयोगी है; मूल मानों की न्यूनतम-वर्ग रेखा से Pearson r मेल खाता है।

क्या सहसंबंध से कारण सिद्ध होता है?

नहीं। सहसंबंध बताता है कि दो चर साथ बदलते हैं, कारण नहीं। कोई तीसरा चर दोनों को प्रभावित कर सकता है, जैसे गर्मी से आइसक्रीम बिक्री और डूबने की घटनाएँ दोनों बढ़ना। कारण की दिशा उलटी भी हो सकती है या संबंध संयोग हो सकता है: α = 0.05 पर 20 असंबद्ध जोड़ियों की जाँच में औसतन लगभग एक सार्थक लग सकती है। कारण स्थापित करने के लिए यादृच्छिक प्रयोग या सावधानी से बनाया गया कारणात्मक अध्ययन चाहिए।

सहसंबंध सांख्यिकीय रूप से सार्थक है या नहीं, कैसे जाँचें?

r को t = r√((n − 2)/(1 − r²)) में बदलकर n − 2 स्वतंत्रता अंश वाले t-वितरण से तुलना करें। Pearson के संदर्भ परीक्षण में स्वतंत्र, द्विचर सामान्य युग्मों की मान्यता है; Spearman के लिए यह सन्निकटन है। डिफ़ॉल्ट में r = 0.9816 और n = 10 से t = 14.56, स्वतंत्रता अंश 8 और p = 4.9 × 10⁻⁷ मिलता है। सार्थकता n पर बहुत निर्भर है: 1,000 युग्मों में r = 0.07 भी p = 0.027 देता है, जबकि समझाया गया बदलाव 0.5% से कम है।

इस कैलकुलेटर के बारे में

r=∑(xi−xˉ)(yi−yˉ)∑(xi−xˉ)2∑(yi−yˉ)2,t=rn−21−r2r = \frac{\sum (x_i-\bar x)(y_i-\bar y)}{\sqrt{\sum (x_i-\bar x)^2 \sum (y_i-\bar y)^2}},\qquad t = r\sqrt{\frac{n-2}{1-r^2}}

स्रोत

  1. SciPy statistical documentation: Spearman correlation and permutation-test guidance
  2. NIST/SEMATECH e-Handbook of Statistical Methods, §7.1.3 / Dataplot CORRELATION (Pearson and rank correlation)
  3. Spearman (1904), The proof and measurement of association between two things, American Journal of Psychology 15
  4. Cohen (1988), Statistical Power Analysis for the Behavioral Sciences, 2nd ed., §3.2 (r = 0.1, 0.3, 0.5)

संदर्भों से जाँच की गई

इस कैलकुलेटर में स्वतंत्र स्रोतों के उत्तरों वाले 4 हल किए गए उदाहरण शामिल हैं। ये परीक्षण समूह में चलते हैं और आप इन्हें यहाँ भी चला सकते हैं।

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