Alternatives for correcting the Tukey's statistics for unbalanced experiments

Authors

Keywords:

Tukey test, multiple comparisions tests, unbalanced experiment, harmonic mean, experimentation

Abstract

Unbalanced experiments are those in which treatments do not have the same number of replications. Some multiple comparison tests need to be correct to behave well in unbalanced situations. For the Tukey test is suggested the use of the harmonic mean of the numbers of replications. The aim of this paper is to verify the performance of the harmonic, arithmetic, weighted, quadratic, and geometric means, the minimum, maximum and median number of repetitions as a correction for the Tukey test, and propose a correction that improves the performance of harmonic mean. We measured the type I error rate and power via Monte Carlo simulation, at 5\% of significance. The harmonic mean performs best but could be improved. The proposal made in this work was capable of controlling the type I error in all cases studied.

Author Biography

Eric Batista Ferreira, Professor Adjunto IIIInstituto de Ciências ExatasUniversidade Federal de Alfenas

Doutor em Estatística e Experimentação Agropecuária com Pós-doutorado em Estatística Multivariada

References

BANZATTO, D. A.; KRONKA, S. N. Experimentação Agrícola. Jaboticabal: FUNEP. 2006. 237p.

BORGES, L. C.; FERREIRA, D. F.; Poder e taxas de erro tipo I dos testes Scott-Knott, Tukey e Student-Newman-Keuls sob distribuições normais e não normais dos resíduos. Revista de matemática e estatística, 21:67-83. 2003.

DRAPER, N.; SMITH, H.; Applied regression analysis. 3a ed. New York: John Wiley & Sons, 1998. 706 p.

DUNCAN, D. B. Multiple Range and Multiple F Tests. Biometrics, Washington, v.11, n.1, p.1-42, 1955.

DUNNETT, C. W.; Pairwise multiple comparisons in the homogeneous variance, unequal sample size case. December 1980. Journal of the American Statistical Association, vol. 75, n. 372, p. 789-795.

FERREIRA, D. F.; Estatística básica. Lavras: Editora UFLA, 2005. 676 p.

FERREIRA, E. B.; CAVALCANTI, P. P. Função em código R para analisar experimentos em DIC simples, em uma só rodada. In: 54a Reunião da Região Brasileira da Sociedade Internacional de Biometria, 13o Simpósio de Estatística Aplicada à Experimentação Agronômica, 2009, São Carlos.

Programas e resumos... São Carlos, SP: UFSCar, 2009. p. 1-5.

HAYTER, A. J.; A proof of the conjecture that the Tukey-Kramer multiple comparissions procedure is conservative. 1984. The Annalls of Statistics, 12(1), 61-75.

KESELMAN, H. J.; ROGAN, J. C.; A Comparison of the Modifield-Tukey and Scheffe Methods of Multiple Comparisons for Pairwise Contrasts. March 1978. Journal of the American Statistical Association, Washington, vol. 73, n. 361, p. 47-52.

KRAMER, C. Y. Extension of multiple range tests to group means with unequal numbers of replications, Biometrics, 12, 307-310. 1956.

MACHADO, A. A.; DEMÉTRIO, C. G. B.; FERREIRA, D. F.; SILVA, J. G. C. da; Estatística Experimental: uma abordagem fundamentada no planejamento e no uso de recursos computacionais. Londrina: Editora da UEL, 2005.

MILLER, R.G., Jr.; Simultaneous Statistical Inference. Journal of the American Statistical Association, New York: McGraw-Hill Book Co. 1966.

MORETTIN, L. G.; Estatística básica - Volume 2 - Inferência. São Paulo: Pearson Makron Books, 2000. 182 p.

PIMENTEL-GOMES, F.; Curso de estatística experimental. 15. ed. Piracicaba: FEALQ, 2009. 451 p.

R CORE TEAM. R: A language and environment for statistical computing. R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria. 2013.

RAMALHO, M. A. P.; FERREIRA, D. F.; OLIVEIRA, A. C. de; Experimentação em genética e melhoramento de plantas. 2. ed. Lavras: UFLA, 2005. 322 p.

SAMPAIO, I. B. M.; Estatística Aplicada à Experimentação Animal. 3. ed reimpressão. Belo Horizonte: Fundação de Estudo e Pesquisa em Medicina Veterinária e Zootecnia, 2010. 264 p.

TUKEY, J.W.; The Problem of Multiple Comparisons. Un-published report, Princeton University. 1953.

Published

01-03-2014

How to Cite

Martins Jr, J. M., Ferreira, E. B., & Ramos, P. de S. (2014). Alternatives for correcting the Tukey’s statistics for unbalanced experiments. Sigmae, 2(2), 21–42. Retrieved from http://publicacoes.unifal-mg.edu.br/revistas/index.php/sigmae/article/view/217