{"id":486,"date":"2023-07-29T18:02:44","date_gmt":"2023-07-29T18:02:44","guid":{"rendered":"https:\/\/statorials.org\/pt\/anova-ra-em-dois-sentidos\/"},"modified":"2023-07-29T18:02:44","modified_gmt":"2023-07-29T18:02:44","slug":"anova-ra-em-dois-sentidos","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/statorials.org\/pt\/anova-ra-em-dois-sentidos\/","title":{"rendered":"Como realizar anova bidirecional em r"},"content":{"rendered":"<p><\/p>\n<hr>\n<p><span style=\"color: #000000;\">Uma <a href=\"https:\/\/statorials.org\/pt\/anova-bidirecional\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">ANOVA bidirecional<\/a> (\u201can\u00e1lise de vari\u00e2ncia\u201d) \u00e9 usada para determinar se h\u00e1 ou n\u00e3o uma diferen\u00e7a estatisticamente significativa entre as m\u00e9dias de tr\u00eas ou mais grupos independentes que foram divididos em dois fatores.<\/span><\/p>\n<p> <span style=\"color: #000000;\">Este tutorial explica como realizar uma ANOVA bidirecional em R.<\/span><\/p>\n<h3> <span style=\"color: #000000;\"><strong>Exemplo: ANOVA bidirecional em R<\/strong><\/span><\/h3>\n<p> <span style=\"color: #000000;\">Digamos que queremos determinar se a intensidade do exerc\u00edcio e o g\u00eanero impactam a perda de peso. Neste caso, os dois factores que estamos a analisar s\u00e3o <em>o exerc\u00edcio<\/em> e <em>o g\u00e9nero<\/em> , e a vari\u00e1vel de resposta \u00e9 <em>a perda de peso,<\/em> medida em libras.<\/span><\/p>\n<p> <span style=\"color: #000000;\">Podemos realizar uma ANOVA bidirecional para determinar se o exerc\u00edcio e o g\u00eanero impactam a perda de peso e para determinar se existe uma intera\u00e7\u00e3o entre o exerc\u00edcio e o g\u00eanero na perda de peso.<\/span><\/p>\n<p> <span style=\"color: #000000;\">Estamos recrutando 30 homens e 30 mulheres para participar de um experimento no qual designamos aleatoriamente 10 de cada um para seguir um programa sem exerc\u00edcios, com exerc\u00edcios leves ou com exerc\u00edcios intensos por um m\u00eas.<\/span><\/p>\n<p> <span style=\"color: #000000;\">O c\u00f3digo a seguir cria o quadro de dados com o qual trabalharemos:<\/span><\/p>\n<pre style=\"background-color: #e5e5e5; font-size: 15px;\"> <strong><span style=\"color: #008080;\">#make this example reproducible\n<\/span>set.seed(10)\n\n<span style=\"color: #008080;\">#create data frame\n<\/span>data &lt;- data.frame(gender = rep(c(\"Male\", \"Female\"), each = 30),\n                   exercise = rep(c(\"None\", \"Light\", \"Intense\"), each = 10, times = 2),\n                   weight_loss = c(runif(10, -3, 3), runif(10, 0, 5), runif(10, 5, 9),\n                                   runif(10, -4, 2), runif(10, 0, 3), runif(10, 3, 8)))\n\n<span style=\"color: #008080;\">#view first six rows of data frame\n<\/span>head(data)\n\n# gender exercise weight_loss\n#1 Male None 0.04486922\n#2 Male None -1.15938896\n#3 Male None -0.43855400\n#4 Male None 1.15861249\n#5 Male None -2.48918419\n#6 Male None -1.64738030\n\n<span style=\"color: #008080;\">#see how many participants are in each group<\/span>\ntable(data$gender, data$exercise)\n\n# Intense Light None\n# Female 10 10 10\n# Male 10 10 10\n<\/strong><\/pre>\n<h3> <span style=\"color: #000000;\"><strong>Explore os dados<\/strong><\/span><\/h3>\n<p> <span style=\"color: #000000;\">Antes mesmo de ajustar o modelo ANOVA bidirecional, podemos entender melhor os dados encontrando a m\u00e9dia e o desvio padr\u00e3o da perda de peso para cada um dos seis grupos de tratamento usando o pacote <strong>dplyr<\/strong> :<\/span><\/p>\n<pre style=\"background-color: #e5e5e5; font-size: 15px;\"> <strong><span style=\"color: #008080;\">#load <em>dplyr<\/em> package<\/span>\nlibrary(dplyr)\n\n<span style=\"color: #008080;\">#find mean and standard deviation of weight loss for each treatment group<\/span>\ndata %&gt;%\n  <span style=\"color: #800080;\">group_by<\/span> (gender, exercise) %&gt;%\n  <span style=\"color: #800080;\">summarize<\/span> (mean = mean(weight_loss),\n            sd = sd(weight_loss))\n\n# A tibble: 6 x 4\n# Groups: gender [2]\n# gender exercise means sd\n#          \n#1 Female Intense 5.31 1.02 \n#2 Female Light 0.920 0.835\n#3 Female None -0.501 1.77 \n#4 Male Intense 7.37 0.928\n#5 Male Light 2.13 1.22 \n#6 Male None -0.698 1.12 \n<\/strong><\/pre>\n<p> <span style=\"color: #000000;\">Tamb\u00e9m podemos criar um <a href=\"https:\/\/statorials.org\/pt\/estatologia-explica-conceitos-de-forma-simples-e-direta-facilitamos-o-aprendizado-de-estatistica\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">boxplot<\/a> para cada um dos seis grupos de tratamento para visualizar a distribui\u00e7\u00e3o da perda de peso para cada grupo:<\/span><\/p>\n<pre style=\"background-color: #e5e5e5; font-size: 15px;\"> <strong><span style=\"color: #008080;\">#set margins so that axis labels on boxplot don't get cut off<\/span>\nby(mar=c(8, 4.1, 4.1, 2.1))\n\n<span style=\"color: #008080;\">#create boxplots\n<\/span>boxplot(weight_loss ~ gender:exercise,\ndata = data,\nmain = \"Weight Loss Distribution by Group\",\nxlab = \"Group\",\nylab = \"Weight Loss\",\ncol = \"steelblue\",\nborder = \"black\", \nlas = 2 <span style=\"color: #008080;\">#make x-axis labels perpendicular<\/span>\n)<\/strong><\/pre>\n<p> <span style=\"color: #000000;\">Podemos constatar de imediato que os dois grupos que participaram em exerc\u00edcio <em>intenso<\/em> parecem apresentar valores de perda de peso mais elevados. Podemos verificar tamb\u00e9m que os homens tendem a ter valores de perda de peso mais elevados do que as mulheres, tanto no grupo de exerc\u00edcio <em>intenso<\/em> como no de exerc\u00edcio <em>leve<\/em> .<\/span><\/p>\n<p> <span style=\"color: #000000;\">A seguir, ajustaremos o modelo ANOVA bidirecional aos nossos dados para ver se essas diferen\u00e7as visuais s\u00e3o realmente estatisticamente significativas.<\/span><\/p>\n<h3> <span style=\"color: #000000;\"><strong>Ajustando o modelo ANOVA bidirecional<\/strong><\/span><\/h3>\n<p> <span style=\"color: #000000;\">A sintaxe geral para ajustar um modelo ANOVA bidirecional em R \u00e9:<\/span><\/p>\n<p style=\"text-align: left;\"> <strong><span style=\"color: #000000;\">aov(vari\u00e1vel de resposta ~predictor_variable1 *predictor_variable2, dados = conjunto de dados)<\/span><\/strong><\/p>\n<p> <span style=\"color: #000000;\">Observe que o <strong>*<\/strong> entre as duas vari\u00e1veis preditoras indica que tamb\u00e9m queremos testar um efeito de intera\u00e7\u00e3o entre as duas vari\u00e1veis preditoras.<\/span><\/p>\n<p> <span style=\"color: #000000;\">Em nosso exemplo, podemos usar o c\u00f3digo a seguir para ajustar o modelo ANOVA bidirecional, usando <em>perda_de_peso<\/em> como vari\u00e1vel de resposta e <em>g\u00eanero<\/em> e <em>exerc\u00edcio<\/em> como as duas vari\u00e1veis preditoras.<\/span><\/p>\n<p> <span style=\"color: #000000;\">Podemos ent\u00e3o usar a fun\u00e7\u00e3o <strong>summary()<\/strong> para exibir o resultado do nosso modelo:<\/span><\/p>\n<pre style=\"background-color: #e5e5e5; font-size: 15px;\"> <strong><span style=\"color: #008080;\">#fit the two-way ANOVA model<\/span>\nmodel &lt;- aov(weight_loss ~ gender * exercise, data = data)\n\n<span style=\"color: #008080;\">#view the model output<\/span>\nsummary(model)\n\n# Df Sum Sq Mean Sq F value Pr(&gt;F)    \n#gender 1 15.8 15.80 11.197 0.0015 ** \n#exercise 2 505.6 252.78 179.087 &lt;2e-16 ***\n#gender:exercise 2 13.0 6.51 4.615 0.0141 *  \n#Residuals 54 76.2 1.41                   \n#---\n#Significant. codes: 0 '***' 0.001 '**' 0.01 '*' 0.05 '.' 0.1 ' ' 1\n<\/strong><\/pre>\n<p> <span style=\"color: #000000;\">A partir dos resultados do modelo, podemos ver que <em>o g\u00e9nero<\/em> , <em>o exerc\u00edcio<\/em> e a intera\u00e7\u00e3o entre as duas vari\u00e1veis s\u00e3o todos estatisticamente significativos ao n\u00edvel de signific\u00e2ncia de 0,05.<\/span><\/p>\n<h3> <span style=\"color: #000000;\"><strong>Verificando as suposi\u00e7\u00f5es do modelo<\/strong><\/span><\/h3>\n<p> <span style=\"color: #000000;\">Antes de prosseguirmos, precisamos verificar se as premissas do nosso modelo s\u00e3o atendidas para que os resultados do nosso modelo sejam confi\u00e1veis. Em particular, uma ANOVA bidirecional assume:<\/span><\/p>\n<p> <span style=\"color: #000000;\"><strong>1. Independ\u00eancia<\/strong> \u2013 as observa\u00e7\u00f5es de cada grupo devem ser independentes umas das outras. Como usamos um<\/span> desenho aleat\u00f3rio <span style=\"color: #000000;\">, essa suposi\u00e7\u00e3o deve ser atendida, portanto n\u00e3o precisamos nos preocupar muito com isso.<\/span><\/p>\n<p> <span style=\"color: #000000;\"><strong>2. Normalidade<\/strong> \u2013 a vari\u00e1vel dependente deve ter distribui\u00e7\u00e3o aproximadamente normal para cada combina\u00e7\u00e3o de grupos dos dois fatores.<\/span><\/p>\n<p> <span style=\"color: #000000;\">Uma forma de testar esta suposi\u00e7\u00e3o \u00e9 criar um histograma dos res\u00edduos do modelo. Se os res\u00edduos forem distribu\u00eddos aproximadamente normalmente, esta suposi\u00e7\u00e3o deve ser satisfeita.<\/span><\/p>\n<pre style=\"background-color: #e5e5e5; font-size: 15px;\"> <span style=\"color: #008080;\"><b>#define model residuals\n<\/b><\/span><strong>reside &lt;- model$residuals<\/strong>\n\n<span style=\"color: #008080;\"><strong>#create histogram of residuals<\/strong><\/span>\n<strong>hist(resid, main = \"Histogram of Residuals\", xlab = \"Residuals\", col = \"steelblue\")<\/strong><\/pre>\n<p> <span style=\"color: #000000;\">Os res\u00edduos t\u00eam distribui\u00e7\u00e3o aproximadamente normal, portanto podemos assumir que a suposi\u00e7\u00e3o de normalidade \u00e9 atendida.<\/span><\/p>\n<p> <span style=\"color: #000000;\"><strong>3. Vari\u00e2ncia igual<\/strong> \u2013 as vari\u00e2ncias de cada grupo s\u00e3o iguais ou aproximadamente iguais.<\/span><\/p>\n<p> <span style=\"color: #000000;\">Uma maneira de verificar essa suposi\u00e7\u00e3o \u00e9 realizar um teste de Levene para igualdade de vari\u00e2ncias usando o pacote <strong>car<\/strong> :<\/span><\/p>\n<pre style=\"background-color: #e5e5e5; font-size: 15px;\"> <strong><span style=\"color: #008080;\">#load <em>car<\/em> package<\/span>\nlibrary(car)\n\n<span style=\"color: #008080;\">#conduct Levene's Test for equality of variances<\/span>\nleveneTest(weight_loss ~ gender * exercise, data = data)\n\n#Levene's Test for Homogeneity of Variance (center = median)\n# Df F value Pr(&gt;F)\n#group 5 1.8547 0.1177\n#54  \n<\/strong><\/pre>\n<p> <span style=\"color: #000000;\">Como o valor p do teste \u00e9 maior que nosso n\u00edvel de signific\u00e2ncia de 0,05, podemos assumir que nossa suposi\u00e7\u00e3o de igualdade de vari\u00e2ncias entre grupos \u00e9 atendida.<\/span><\/p>\n<h3> <span style=\"color: #000000;\"><strong>Analise as diferen\u00e7as de tratamento<\/strong><\/span><\/h3>\n<p> <span style=\"color: #000000;\">Depois de verificarmos que as suposi\u00e7\u00f5es do modelo foram atendidas, podemos ent\u00e3o realizar um <a href=\"https:\/\/statorials.org\/pt\/estatologia-explica-conceitos-de-forma-simples-e-direta-facilitamos-o-aprendizado-de-estatistica\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">teste post hoc<\/a> para determinar exatamente quais grupos de tratamento diferem uns dos outros.<\/span><\/p>\n<p> <span style=\"color: #000000;\">Para nosso teste post hoc, usaremos a fun\u00e7\u00e3o <strong>TukeyHSD()<\/strong> para realizar o teste de Tukey para compara\u00e7\u00f5es m\u00faltiplas:<\/span><\/p>\n<pre style=\"background-color: #e5e5e5; font-size: 15px;\"> <strong><span style=\"color: #008080;\">#perform Tukey's Test for multiple comparisons\n<\/span>TukeyHSD(model, conf.level=.95) \n\n#Tukey multiple comparisons of means\n# 95% family-wise confidence level\n#\n#Fit: aov(formula = weight_loss ~ gender * exercise, data = data)\n#\n#$gender\n# diff lwr upr p adj\n#Male-Female 1.026456 0.4114451 1.641467 0.0014967\n#\n#$exercise\n# diff lwr upr p adj\n#Light-Intense -4.813064 -5.718493 -3.907635 0.0e+00\n#None-Intense -6.938966 -7.844395 -6.033537 0.0e+00\n#None-Light -2.125902 -3.031331 -1.220473 1.8e-06\n#\n#$`gender:exercise`\n# diff lwr upr p adj\n#Male:Intense-Female:Intense 2.0628297 0.4930588 3.63260067 0.0036746\n#Female:Light-Female:Intense -4.3883563 -5.9581272 -2.81858535 0.0000000\n#Male:Light-Female:Intense -3.1749419 -4.7447128 -1.60517092 0.0000027\n#Female:None-Female:Intense -5.8091131 -7.3788841 -4.23934219 0.0000000\n#Male:None-Female:Intense -6.0059891 -7.5757600 -4.43621813 0.0000000\n#Female:Light-Male:Intense -6.4511860 -8.0209570 -4.88141508 0.0000000\n#Male:Light-Male:Intense -5.2377716 -6.8075425 -3.66800066 0.0000000\n#Female:None-Male:Intense -7.8719429 -9.4417138 -6.30217192 0.0000000\n#Male:None-Male:Intense -8.0688188 -9.6385897 -6.49904786 0.0000000\n#Male:Light-Female:Light 1.2134144 -0.3563565 2.78318536 0.2185439\n#Female:None-Female:Light -1.4207568 -2.9905278 0.14901410 0.0974193\n#Male:None-Female:Light -1.6176328 -3.1874037 -0.04786184 0.0398106\n#Female:None-Male:Light -2.6341713 -4.2039422 -1.06440032 0.0001050\n#Male:None-Male:Light -2.8310472 -4.4008181 -1.26127627 0.0000284\n#Male:None-Female:None -0.1968759 -1.7666469 1.37289500 0.9990364<\/strong><\/pre>\n<p> <span style=\"color: #000000;\">O valor p indica se h\u00e1 ou n\u00e3o diferen\u00e7a estatisticamente significativa entre cada grupo.<\/span><\/p>\n<p> <span style=\"color: #000000;\">Por exemplo, na \u00faltima linha acima, vemos que o grupo de homens sem exerc\u00edcio n\u00e3o apresentou uma diferen\u00e7a estatisticamente significativa na perda de peso em compara\u00e7\u00e3o com o grupo de mulheres sem exerc\u00edcio (valor p: 0,990364).<\/span><\/p>\n<p> <span style=\"color: #000000;\">Tamb\u00e9m podemos visualizar os intervalos de confian\u00e7a de 95% resultantes do teste de Tukey usando a fun\u00e7\u00e3o <strong>plot()<\/strong> em R:<\/span><\/p>\n<pre style=\"background-color: #e5e5e5; font-size: 15px;\"> <strong><span style=\"color: #008080;\">#set axis margins so labels don't get cut off\n<\/span>by(mar=c(4.1, 13, 4.1, 2.1))\n\n<span style=\"color: #008080;\">#create confidence interval for each comparison\n<\/span>plot(TukeyHSD(model, conf.level=.95), las = 2)\n<\/strong><\/pre>\n<h3> <strong><span style=\"color: #000000;\">Relat\u00f3rio de resultados de ANOVA bidirecional<\/span><\/strong><\/h3>\n<p> <span style=\"color: #000000;\">Finalmente, podemos relatar os resultados da ANOVA bidirecional de uma forma que resume os resultados:<\/span><\/p>\n<p> <span style=\"color: #000000;\">Uma ANOVA de dois fatores foi realizada para examinar os efeitos do g\u00eanero ( <em>masculino, feminino)<\/em> e do programa de exerc\u00edcios <em>(nenhum, leve, intenso)<\/em> na perda de peso <em>(medido em libras).<\/em> Houve uma intera\u00e7\u00e3o estatisticamente significativa entre os efeitos do sexo e do exerc\u00edcio na perda de peso (F(2, 54) = 4,615, p = 0,0141).<\/span> <span style=\"color: #000000;\">Foram realizados testes post-hoc de Tukey HSD.<\/span><\/p>\n<p> <span style=\"color: #000000;\">Para os homens, um programa de exerc\u00edcios <em>intenso<\/em> resultou em perda de peso significativamente maior do que <em>um programa leve<\/em> (p &lt; 0,0001) ou <em>nenhum programa de exerc\u00edcios<\/em> (p &lt; 0,0001). Al\u00e9m disso, nos homens, uma dieta <em>leve<\/em> resultou em perda de peso significativamente maior do que <em>nenhum regime de exerc\u00edcios<\/em> (p &lt; 0,0001).<\/span><\/p>\n<p> <span style=\"color: #000000;\">Para as mulheres, um programa de exerc\u00edcios <em>intenso<\/em> resultou em perda de peso significativamente maior do que <em>um programa leve<\/em> (p &lt; 0,0001) ou <em>nenhum programa de exerc\u00edcios<\/em> (p &lt; 0,0001).<\/span><\/p>\n<p> <span style=\"color: #000000;\">Verifica\u00e7\u00f5es de normalidade e teste de Levene foram realizadas para verificar se os pressupostos da ANOVA foram atendidos.<\/span><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Uma ANOVA bidirecional (\u201can\u00e1lise de vari\u00e2ncia\u201d) \u00e9 usada para determinar se h\u00e1 ou n\u00e3o uma diferen\u00e7a estatisticamente significativa entre as m\u00e9dias de tr\u00eas ou mais grupos independentes que foram divididos em dois fatores. Este tutorial explica como realizar uma ANOVA bidirecional em R. 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