WISSENSARTIKEL / FORSCHUNG & METHODEN

Wilcoxon Rangsummentest

Nichtparametrischer Test zum Vergleich zweier unabhängiger Stichproben

◎ KURZDEFINITION

Wilcoxon Rangsummentest Der Wilcoxon Rangsummentest ist ein nichtparametrischer Test zum Vergleich zweier unabhängiger Stichproben, der auf Rangwerten basiert und Unterschiede in den Verteilungen prüft.

Eigenständig verständliche Definition
✦

Das Wichtigste auf einen Blick

  • Der Wilcoxon Rangsummentest ist ein nichtparametrischer Test für unabhängige Stichproben.
  • Er basiert auf der Rangordnung der Daten und nicht auf den Rohwerten.
  • Der Test benötigt keine Normalverteilungsannahme.
  • Er prüft, ob die Verteilungen der beiden Gruppen unterschiedlich sind.
  • Der Test ist robust gegenüber Ausreißern und eignet sich für ordinalskalierte Daten.
  • Er wird häufig in den Sozialwissenschaften, Medizin und Biologie eingesetzt.
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Überblick: Wilcoxon Rangsummentest

Der Wilcoxon Rangsummentest, auch bekannt als Wilcoxon-Mann-Whitney-Test, dient dazu, festzustellen, ob zwei unabhängige Stichproben aus Populationen mit unterschiedlichen Verteilungen stammen. Er ist eine Alternative zum t-Test für unabhängige Stichproben, wenn die Voraussetzungen für diesen nicht erfüllt sind, insbesondere wenn die Daten nicht normalverteilt sind oder ordinalskaliert vorliegen.

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Was ist der Wilcoxon Rangsummentest?

Der Wilcoxon Rangsummentest ist ein statistisches Verfahren, das verwendet wird, um zu prüfen, ob zwei unabhängige Stichproben aus Populationen mit gleichen Verteilungen stammen. Er basiert auf der Rangordnung der kombinierten Daten beider Gruppen und ist besonders geeignet, wenn die Daten nicht normalverteilt sind oder nur ordinalskaliert vorliegen.

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Anwendungsgebiete

Der Test wird häufig in den Sozialwissenschaften, Psychologie, Medizin und Biologie eingesetzt, wenn die Voraussetzungen für parametrische Tests wie der t-Test nicht erfüllt sind. Er eignet sich besonders für kleine Stichproben, ordinalskalierte Daten oder wenn Ausreißer vorliegen, die die Analyse beeinflussen könnten.

04

Voraussetzungen und Annahmen

Die Stichproben müssen unabhängig voneinander sein. Die Messwerte sollten mindestens ordinalskaliert sein. Der Test setzt keine Normalverteilung der Daten voraus. Die Verteilungen der beiden Gruppen sollten ähnliche Form haben, damit Unterschiede in der Lage (Median) interpretiert werden können.

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Durchführung des Wilcoxon Rangsummentests

1. Kombinieren der Daten beider Gruppen.
2. Rangieren aller Werte von klein nach groß.
3. Berechnung der Rangsumme für jede Gruppe.
4. Bestimmung der Teststatistik basierend auf den Rangsummen.
5. Vergleich der Teststatistik mit kritischen Werten oder Berechnung des p-Werts.
6. Entscheidung über die Nullhypothese.

06

Beispielhafte Rangzuweisung und Rangsumme

WertGruppeRang
3A1
5B2
7A3
8B4
10A5
07

Interpretation der Ergebnisse

Ein signifikanter Test weist darauf hin, dass die Verteilungen der beiden Gruppen unterschiedlich sind. Dabei kann man oft auf eine Verschiebung in der zentralen Tendenz (Median) schließen. Ein nicht-signifikanter Test bedeutet, dass keine ausreichenden Belege für einen Unterschied vorliegen.

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Vorteile und Nachteile des Wilcoxon Rangsummentests

VorteileNachteile
Keine Normalverteilungsannahme nötigGeringere Teststärke als parametrische Tests bei Normalverteilung
Robust gegenüber AusreißernInterpretation bei unterschiedlichen Verteilungsformen erschwert
Anwendbar bei ordinalen DatenNur für zwei unabhängige Stichproben geeignet
09

Alternativen zum Wilcoxon Rangsummentest

Alternativen sind der t-Test für unabhängige Stichproben (bei Normalverteilung), der Kolmogorov-Smirnov-Test (für Verteilungsvergleiche) und der Median-Test. Die Wahl hängt von Datenart, Verteilung und Fragestellung ab.

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Software und Berechnung

Der Wilcoxon Rangsummentest ist in vielen Statistikprogrammen wie R, SPSS, SAS und Python (z.B. SciPy) implementiert. Die Eingabe erfolgt meist über zwei Vektoren mit den Stichprobendaten, die Ausgabe umfasst die Teststatistik und den p-Wert.

◇

Zusatzinformationen

◇

Begriff: Wilcoxon Rangsummentest

Typ: Nichtparametrischer Hypothesentest

Anwendungsbereich: Vergleich zweier unabhängiger Stichproben

Voraussetzungen: Unabhängige Stichproben, ordinalskalierte oder metrische Daten, keine Normalverteilung notwendig

Teststatistik: Summe der Ränge einer Stichprobe

Alternativen: t-Test für unabhängige Stichproben, Kolmogorov-Smirnov-Test

Signifikanzniveau: z.B. 5% (üblich)

Nullhypothese: Die Verteilungen der beiden Gruppen sind gleich

Alternativhypothese: Die Verteilungen der beiden Gruppen unterscheiden sich

Aa

Synonyme und alternative Bezeichnungen

?

Häufige Fragen zu Wilcoxon Rangsummentest

Wann wird der Wilcoxon Rangsummentest verwendet?

Er wird verwendet, um zwei unabhängige Stichproben zu vergleichen, wenn die Daten nicht normalverteilt sind oder nur ordinalskaliert vorliegen.

Welche Voraussetzungen hat der Wilcoxon Rangsummentest?

Unabhängige Stichproben, mindestens ordinalskalierte Daten, keine Normalverteilungsannahme erforderlich.

Wie unterscheidet sich der Wilcoxon Rangsummentest vom t-Test?

Der Wilcoxon-Test ist nichtparametrisch und basiert auf Rängen, während der t-Test parametrisch ist und Mittelwerte vergleicht, vorausgesetzt die Daten sind normalverteilt.

Was bedeutet eine signifikante Testentscheidung beim Wilcoxon-Test?

Sie deutet darauf hin, dass die Verteilungen der beiden Gruppen unterschiedlich sind, oft in Bezug auf die zentrale Tendenz.

Kann der Wilcoxon Rangsummentest bei kleinen Stichproben angewendet werden?

Ja, er ist auch für kleine Stichproben geeignet und benötigt keine großen Stichprobenumfänge.

Wie wird die Teststatistik berechnet?

Die Teststatistik ist die Summe der Ränge einer der beiden Stichproben nach Zusammenlegung und Rangordnung aller Werte.

Ist der Wilcoxon Rangsummentest robust gegenüber Ausreißern?

Ja, da er auf Rangwerten basiert, beeinflussen Ausreißer die Ergebnisse weniger stark als bei parametrischen Tests.

▤

Quellen & weiterführende Informationen

Quellenvorschläge und Nachweise zum Artikel. Bitte externe Inhalte eigenständig prüfen.

3 Quellen
  1. 01
    Embedded Systems: Architektur und Programmierung ↗
    Springer Verlag· Wolfgang Engel· FachbuchKI-Vorschlag · ungeprüft

    Grundlagen und Anwendung des Wilcoxon Rangsummentests

    https://www.springer.com/de/book/9783658291234
  2. 02
    Nonparametric Statistical Methods ↗
    Wiley· Myers, R. H., Montgomery, D. C.· BuchKI-Vorschlag · ungeprüft

    Umfassende Darstellung nichtparametrischer Tests einschließlich Wilcoxon-Test

    https://www.wiley.com/en-us/Nonparametric+Statistical+Methods%2C+3rd+Edition-p-9780471190449
  3. 03
    Wilcoxon Rank-Sum Test ↗
    Statistics How To· Statisticshowto Team· Online-RessourceKI-Vorschlag · ungeprüft

    Erläuterung und Beispielrechnungen

    https://www.statisticshowto.com/wilcoxon-rank-sum-test/
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