プールされた分散 電卓

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What Is a Pooled Variance Tool?

A pooled variance calculator combines the variances of two or more independent samples into a single weighted estimate, assuming that the underlying populations share the same variance (homoscedasticity). The pooled variance weights each group's variance by its degrees of freedom (nᵢ − 1), giving more influence to larger samples. This combined estimate is essential in two-sample t-tests, analysis of variance (ANOVA), and meta-analyses where data from multiple independent groups or studies must be merged into one coherent measure of spread.

Formula

Pooled variance uses degrees-of-freedom weighting to combine group variances.

Pooled Variance (Two Groups)

sp² = [(n₁−1)s₁² + (n₂−1)s₂²] / (n₁ + n₂ − 2)
  • sp²Pooled variance
  • n₁, n₂Sample sizes of Group 1 and Group 2
  • s₁², s₂²Sample variances of Group 1 and Group 2

Pooled Variance (k Groups)

sp² = Σ[(nᵢ−1)sᵢ²] / Σ(nᵢ−1)
  • kNumber of groups
  • nᵢSample size of group i
  • sᵢ²Sample variance of group i

How to Calculate Pooled Variance Step by Step

  1. Calculate each group's variance.Find s² for every independent sample.
  2. Note sample sizes.Record n for each group.
  3. Compute weighted sum of squares.Multiply each variance by (nᵢ − 1) and sum: Σ[(nᵢ − 1)sᵢ²].
  4. Sum the degrees of freedom.Add up all (nᵢ − 1) values: Σ(nᵢ − 1).
  5. Divide.sp² = Σ[(nᵢ − 1)sᵢ²] / Σ(nᵢ − 1).

Practical Pooled Variance Examples

1Comparing Two Teaching Methods

Data:Method A (n=12, s²=18) | Method B (n=15, s²=22)
Solution:sp² = [(11)(18) + (14)(22)] / (11 + 14) = (198 + 308) / 25 = 506 / 25.
Answer:Pooled variance = 20.24

2Drug Trial — Two Dosage Groups

Data:Low dose (n=20, s²=9.5) | High dose (n=25, s²=11.2)
Solution:sp² = [(19)(9.5) + (24)(11.2)] / (19 + 24) = (180.5 + 268.8) / 43 = 449.3 / 43.
Answer:Pooled variance ≈ 10.45

3Three Manufacturing Shifts

Data:Morning (n=30, s²=4.2) | Afternoon (n=28, s²=5.1) | Night (n=25, s²=4.8)
Solution:sp² = [(29)(4.2) + (27)(5.1) + (24)(4.8)] / (29 + 27 + 24) = (121.8 + 137.7 + 115.2) / 80 = 374.7 / 80.
Answer:Pooled variance ≈ 4.68

4Student Performance Across Sections

Data:Section 1 (n=18, s²=30) | Section 2 (n=22, s²=25)
Solution:sp² = [(17)(30) + (21)(25)] / (17 + 21) = (510 + 525) / 38 = 1035 / 38.
Answer:Pooled variance ≈ 27.24

How to Use This Pooled Variance Calculator

Combine variances from multiple groups effortlessly:

  1. Enter all raw data values from each group into the calculator's input field.
  2. The calculator computes individual group variances and the pooled variance automatically.
  3. Review the step-by-step breakdown showing each group's contribution to the pooled estimate.
  4. Use the pooled variance in your t-test, ANOVA, or meta-analysis calculations.

Benefits of Using a Pooled Variance Calculator

  • Automates a multi-step calculation that is tedious and error-prone by hand.
  • Correctly weights by degrees of freedom — a step many students forget.
  • Supports more than two groups, unlike many simple online tools.
  • Provides the pooled standard deviation as well, ready for t-test denominators.
  • Shows individual group statistics alongside the combined result for full transparency.

Where Pooled Variance Is Commonly Used

Hypothesis Testing

The pooled t-test requires a pooled variance estimate to compare two group means.

ANOVA

The Mean Square Within (MSW) in ANOVA is exactly the pooled variance across all treatment groups.

Meta-Analysis

Combining results from multiple independent studies uses pooled variance for a unified effect-size estimate.

Clinical Trials

Comparing treatment vs control group outcomes under the assumption of equal variance.

Education Research

Evaluating whether different teaching methods produce different average outcomes.

Assumptions and Limitations of Pooled Variance

Pooled variance is powerful but relies on assumptions. Violating them can invalidate your analysis:

Homogeneity of variances required

If group variances differ substantially (heteroscedasticity), the pooled estimate is unreliable. Test with Levene's test or Bartlett's test before pooling.

Independent samples only

Pooled variance assumes groups are independent. If the same subjects appear in multiple groups (repeated measures), use paired analyses instead.

Sensitive to unequal sample sizes

When one group is much larger, it dominates the pooled estimate. This can mask important differences in the smaller group's variability.

Not suitable for very different means

If group means are far apart, the between-group differences can inflate the overall error estimate. ANOVA handles this by separating between- and within-group variance.

Alternative when assumptions fail

Use Welch's t-test instead — it does not assume equal variances and adjusts degrees of freedom accordingly.

計算ツール

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分散 計算機 σ SD Mean σ+s² SD+Var Solver Sample 🔍 Finder σ² Pop. CV Coeff. CV Var. % % Var Pct. sp² Pooled Poker
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FAQ

よくある質問 — プールされた分散 電卓

分散について知っておくべきことのすべて。

プールされた分散とは何ですか?

プールされた分散は、2 つ以上の独立したサンプルからの分散の加重平均です。母集団の分散が等しい(等分散性)と仮定します。 2 つのグループの式はsp² = [(n₁−1)s₁² + (n₂−1)s₂²] / (n₁ + n₂ − 2) となります。これは、大きなサンプルにより多くの重みを与え、プールされた t 検定の分散推定値として使用されます。

プールされた分散をいつ使用しますか?

プール分散は次の場合に使用されます: 1.2 サンプル t 検定を実行します (分散が等しいと仮定します)。 2. ANOVA を実行して、複数のグループの平均を比較します。 3. 複数の研究の結果を組み合わせる (メタ分析)。 4. グループが同じ広がりを持つ母集団に由来すると考えられる場合の共通分散の推定。必ず最初に Levene 検定または F 検定を使用して、等分散の仮定を検証してください。

プールされた分散を段階的に計算するにはどうすればよいですか?

2 つのグループの場合: 1. 各グループの分散を計算します (s₁² と s₂²)。 2. サンプル サイズ (n₁ と n₂) に注意してください。 3. 次の計算を行います: sp² = [(n₁−1)・s₁² + (n₂−1)・s₂²] / (n₁ + n₂ − 2)。例: グループ 1 (n=10、s²=8)、グループ 2 (n=15、s²=12): sp² = [(9)(8) + (14)(12)] / 23 = (72 + 168) / 23 = 10.43

プール分散と結合分散の違いは何ですか?

プールされた分散 は、母集団の分散と自由度による重みが等しいことを前提とし、仮説検定で使用されます。 結合分散は、グループ間の平均と分散の両方における差異を説明できるデータセットの結合を表す広義の用語です。 2 つのデータセットを 1 つに結合するには、グループ内の分散だけでなく、グループ平均間の差異も考慮する必要があります。

プールされた分散にはどのような仮定が必要ですか?

プールされた分散は分散の均一性(等分散性)、つまりすべてのグループが同じ分散を持つ母集団に由来していることを前提としています。この仮定に違反すると、プールされた推定値は信頼できなくなります。この仮定をレベンヌ検定バートレット検定、または分散等価性のF 検定で検定します。分散が等しくない場合は、プールされた t 検定の代わりにウェルチの t 検定を使用します。

3 つ以上のグループからの差異をプールできますか?

はい。 k 個のグループの一般式は次のとおりです: sp² = Σ[(nᵢ−1)·sᵢ²] / Σ(nᵢ−1)。これは、各グループの分散が自由度 (nᵢ−1) によって重み付けされた加重平均です。これはまさに ANOVA が平均二乗平均 (MSW) として使用するもの、つまりすべてのグループにわたる分散のプールされた推定値です。