Mathe & Formeln

Gepaarten t-Test berechnen

Geben Sie zwei Messreihen ein, deren Werte paarweise zusammengehören. Der Rechner prüft, ob die mittlere Differenz der Paare von null abweicht.

Ihre Wertepaare
Werte durch Leerzeichen, Semikolon oder Zeilenumbruch trennen; Komma oder Punkt als Dezimalzeichen.
Gleiche Reihenfolge wie bei Messung 1, je ein Wert pro Paar.
Bestimmt auch das Konfidenzniveau (100 % − α).
Ergebnis

Was der gepaarte t-Test prüft

Beim gepaarten t-Test, auch t-Test für abhängige oder verbundene Stichproben, stammen beide Messungen von denselben Einheiten. Typisch sind Vorher-nachher-Vergleiche, zwei Messverfahren am selben Bauteil oder zwei Bewertungen derselben Produkte. Statt zwei Gruppen zu vergleichen, betrachtet der Test die Differenz innerhalb jedes Paares.

Damit wird aus der Zweistichproben-Frage ein Einstichprobentest: Liegt der Mittelwert der Differenzen bei null oder nicht? Der Vorteil ist erheblich. Große Unterschiede zwischen den Personen oder Objekten heben sich in der Differenz auf, und schon kleine, aber gleichmäßige Veränderungen werden sichtbar, die ein Test für unabhängige Gruppen übersehen würde.

Der Rechner bestimmt die mittlere Differenz, deren Standardabweichung und den Standardfehler. Der t-Wert ist die mittlere Differenz geteilt durch den Standardfehler, mit n − 1 Freiheitsgraden. Den p-Wert liest er aus der t-Verteilung ab und gibt zusätzlich ein Konfidenzintervall für die wahre mittlere Differenz aus.

di = Messung 2 − Messung 1; t = d̄ ÷ (sd ÷ √n); df = n − 1; dz = d̄ ÷ sd

Beispiel: Acht Maschinen brauchen vor einer Umstellung 42, 38, 45, 50, 36, 41, 47 und 39 Sekunden pro Teil, danach 39, 37, 41, 46, 35, 40, 43 und 38 Sekunden. Die mittlere Differenz beträgt −2,375 Sekunden bei einer Standardabweichung von 1,506. Daraus folgen t = −4,461 mit 7 Freiheitsgraden und ein zweiseitiger p-Wert von 0,0029. Das 95-Prozent-Konfidenzintervall reicht von −3,634 bis −1,116 Sekunden, die Effektstärke dz liegt bei −1,58.

Voraussetzungen und Auswertung

Der Test verlangt, dass die Differenzen annähernd normalverteilt sind. Die Einzelmessungen selbst müssen es nicht sein. Bei 30 und mehr Paaren ist die Annahme meist unkritisch, bei wenigen Paaren lohnt ein Blick auf die Differenzen: Ein einzelner extremer Wert kann den Mittelwert und die Streuung stark verschieben. In diesem Fall ist der Wilcoxon-Vorzeichen-Rang-Test robuster.

Das Vorzeichen hängt von der Richtung der Differenz ab. Der Rechner zieht Messung 1 von Messung 2 ab, eine negative mittlere Differenz bedeutet also, dass die Werte gesunken sind. Für einen einseitigen Test wählen Sie die Richtung vorab nach Ihrer Hypothese und nicht erst, nachdem Sie die Daten gesehen haben.

Das Konfidenzintervall ist oft aussagekräftiger als der p-Wert. Enthält es die Null nicht, ist das Ergebnis auf dem gewählten Niveau signifikant. Seine Breite zeigt, wie genau die Veränderung geschätzt ist. Ein schmales Intervall nahe null steht für einen sicheren, aber kleinen Effekt.

Die Effektstärke dz setzt die mittlere Differenz ins Verhältnis zur Streuung der Differenzen. Sie ist nicht direkt mit Cohens d für unabhängige Gruppen vergleichbar, weil die Paarbildung die Streuung verringert. Berichten Sie deshalb immer, welches Maß Sie verwendet haben.

Tipps und typische Fehler

Vorher-nachher vergleichen.

  • Paare: Gleiche Reihenfolge.
  • Differenzen: Auf Ausreißer prüfen.
  • Intervall: Mit berichten.
  • Alternative: Wilcoxon-Test.

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Häufige Fragen

Was unterscheidet den gepaarten vom ungepaarten t-Test?

Der gepaarte Test wertet Differenzen innerhalb von Paaren aus, der ungepaarte vergleicht zwei unabhängige Gruppenmittelwerte.

Darf ich fehlende Werte einfach weglassen?

Nur paarweise: Fehlt ein Wert, muss das ganze Paar aus beiden Reihen entfernt werden.

Was bedeutet das Konfidenzintervall der Differenz?

Es ist der Bereich, in dem die wahre mittlere Veränderung mit dem gewählten Niveau vermutlich liegt.

Wie prüfe ich die Normalverteilung der Differenzen?

Bei wenigen Paaren mit einem Histogramm oder Q-Q-Diagramm der Differenzen.

Was ist dz?

Die mittlere Differenz geteilt durch die Standardabweichung der Differenzen.

Auch gesucht als:
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