11.3.4. ДВА ФАКТОРА: ГЛАВНЫЕ ЭФФЕКТЫ И ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ
Начнем с простого примера. Предположим, фактор А представляет два сорта картофеля, а фактор В — два типа удобрений. Пусть истинная урожайность картофеля
измерена при четырех различных условиях, определяемых факторами, и получены следующие результаты:
Эта таблица преобразуется в следующую с индикаторными векторами:
Линейный предиктор определяется как
Важное свойство приведенного набора данных состоит в том, что повышение урожайности, обусловленное выбором сорта
по сравнению с
одно и то же независимо от выбора типа удобрения —
или
Аналогично повышение урожайности, обусловленное применением удобрения
одно и то же для обоих сортов
Это дает основание говорить об эффекте сорта без упоминания об используемом удобрении и об эффекте удобрения без ссылки на сорт.
Рассмотрим альтернативный пример с таблицей следующих данных:
Здесь линейный предиктор
Различие урожайности между сортами здесь составляет 5 для
и 4 для
различие для удобрений — 2 для
и 1 для
Итак, величина различия, обусловленная сортом, зависит от удобрения, и наоборот. Второй пример демонстрирует взаимодействие между факторами А и В в противоположность первому. В терминах линейного предиктора взаимодействие между А и В имеет место, если предиктор включает покоординатное произведение векторов вида
Для двух уровней
так что
Линейный предиктор в первом примере
есть линейная комбинация
, следовательно,
Линейный предиктор для второго примера есть линейная комбинация
поэтому
Вообще для двух факторов А и В мы говорим, что взаимодействие отсутствует, если
Модель
мы назовем моделью главных эффектов, а модель
— моделью главных эффектов с взаимодействиями [см. раздел 9.8.1]. Рис. 11.3.1 иллюстрирует понятие взаимодействия.
При отсутствии взаимодействия существует возможность экономного описания набора данных. Это означает, что индикаторные векторы вида
служащие для указания наблюдений с уровнями
не являются необходимыми для описания поведения линейного предиктора. Наличие взаимодействия существенно усложняет получение выводов относительно данных.
Рис. 11.3.1. Иллюстрация понятия «взаимодействие»
Проверка отсутствия взаимодействия эквивалентна сравнению качества подгонки моделей
и
Заметим, что
и в
имеются векторы, не содержащиеся в
Напомним, что
и