Calcolatore del coefficiente di correlazione (Pearson e Spearman)

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Risultato

Correlazione di Pearson r0,9733
r²0,9473
Correlazione di Spearman per ranghi ρ0,9762
Statistica t per la r di Pearson10,39
Valore p per la r di Pearson (H₀: nessuna correlazione lineare)4,657 × 10⁻⁵
Valore p per la ρ di Spearman (approssimazione con t)3,314 × 10⁻⁵
xyrango di xrango di yd²
252110
458220
561341
760431
872550
1075660
1180770
1386880

Misura quanto fortemente due variabili si muovono insieme. Inserisci coppie di valori x e y per ottenere il coefficiente di correlazione r di Pearson, il coefficiente di determinazione r² e la correlazione per ranghi ρ di Spearman, con i valori uguali che ricevono il loro rango medio. Il calcolatore verifica anche la r di Pearson per una correlazione lineare, con la statistica t e il valore p a due code, e fornisce un valore p approssimato per la ρ di Spearman.

Soluzione passo passo

Medie

x̄ = 7,5, ȳ = 68, n = 8

Somme dei quadrati e dei prodotti

Sxx = Σ(x − x̄)² = 98
Syy = Σ(y − ȳ)² = 1002
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 305

Correlazione di Pearson

r = Sxy/√(Sxx·Syy) = 305/√(98·1002) = 0,9733
r² = 0,9473

Correlazione di Spearman per ranghi

Assegna un rango a ciascuna lista dal più piccolo (1) al più grande ed eleva al quadrato le differenze d tra i ranghi.
Σd² = 2
ρ = 1 − 6Σd²/(n(n² − 1)) = 1 − 6·2/(8·63) = 0,9762

Test di significatività per la r di Pearson (H₀: nessuna correlazione lineare)

t = r·√(n − 2)/√(1 − r²) = 0,9733·√6/√(1 − 0,9473) = 10,39
df = n − 2 = 6
p = 2·P(T > |t|) = 4,657 × 10⁻⁵

Significatività della ρ di Spearman

t = ρ·√(n − 2)/√(1 − ρ²) = 11,02, p ≈ 3,314 × 10⁻⁵
Questa approssimazione con t è ragionevole per circa 10 o più coppie; per campioni piccoli usa una tabella di valori critici esatti per ρ.

Formule chiave

Somme dei quadrati
Sxx = Σ(x − x̄)² = Σx² − (Σx)²/n, Sxy = Σxy − ΣxΣy/n
Correlazione
r = Sxy/√(SxxSyy)

Come calcolare un coefficiente di correlazione

  1. Calcola le medie x̄ e ȳ.
  2. Calcola le somme Sxx = Σ(x − x̄)², Syy = Σ(y − ȳ)² e Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ).
  3. Pearson: r = Sxy/√(Sxx·Syy). È sempre compreso tra −1 e 1.
  4. Spearman: assegna un rango a ciascuna variabile dal più piccolo al più grande, dai ai valori uguali la media dei loro ranghi e calcola la r di Pearson dei ranghi. Senza valori uguali equivale a 1 − 6Σd²/(n(n² − 1)).
  5. Verifica la r di Pearson per una correlazione lineare (H₀: nessuna correlazione lineare) con t = r√(n − 2)/√(1 − r²) e n − 2 gradi di libertà.

Domande e risposte

Quando devo usare Spearman invece di Pearson?

Pearson misura una relazione lineare ed è sensibile ai valori anomali. Spearman usa solo l’ordine dei valori, quindi misura qualsiasi relazione che continua a crescere (o a decrescere) ed è robusto rispetto ai valori anomali e ai dati asimmetrici. Usa Spearman per dati ordinali o in forma di ranghi.

Cosa significa r²?

r² è la frazione della variabilità di y spiegata da una retta in x. Con r = 0,9733, r² = 0,9473, quindi la retta spiega circa il 95% della variabilità.

Una forte correlazione dimostra che x causa y?

No. Entrambe le variabili possono dipendere da una terza, oppure l’effetto può andare nell’altro senso. Una correlazione descrive soltanto come i valori si muovono insieme.

Cosa si considera una correlazione forte?

Indicativamente |r| inferiore a 0,3 è debole, da 0,3 a 0,7 è moderata e sopra 0,7 è forte, ma dipende dal campo: in un esperimento di fisica 0,9 può essere scarso, nelle scienze sociali 0,5 può essere elevato. Guarda sempre anche il diagramma di dispersione.

Perché il valore p dipende da n?

Con pochi punti un r alto può verificarsi facilmente per caso; con molti punti anche un r piccolo è improbabile sotto H₀. La statistica t, r√(n − 2)/√(1 − r²), cresce con il numero di punti.

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