Ideen, Grundbegriffe, Definitionen
und Probleme der Faktorenanalyse
[Die Seite soll bei Gelegenheit mit Interpretation
der Faktorenanalyse vereinigt werden]
von Rudolf Sponsel, Erlangen
"Der Faktor deutet sich nicht selbst"
Clauß 1982, S. 419
Historische und aktuelle Faktorenmodelle
Bemerkung: Bei Revenstorf 1976, S. 125-129, findet sich ein Glossar
zur Faktorenanalyse.
Alpha-Faktorenanalyse.
Nach Revenstorf 1976, S. 199 wird hierbei eine multivariate Normalverteilung
vorausgesetzt.
Faktor
Ein Faktor ist eine in einer Variable gedachte Größe. Die
Werte dieser gedachten Größe heißt Ladung. Formal ist
diese Größe ein Korrelationskoeffizient, der den Zusammenhang
zwischen dem Faktor und der Variablen angibt.
Faktorenarten > Faktorenmuster,
Ladungsmuster.
Faktorenladung
Nachdem die Faktoreneladungen formal Korrelationeskoeffizienten sind,
ist das Vorzeichen von Bedeutung und kann bei Interpretationen der Faktorenladungen
nicht einfach außer Acht gelassen werden.
Faktorenmuster > Ladungsmuster,
Faktorenarten..
Fragen (> Fragen
zur Interpretation)
In jeder Korrelationsmatrix der Ordnung n muss es n Faktoren geben.
Ist ein Generalfaktor dabei (hohe Ladungen auf allen Variablen) "fehlt"
ein spezifischer Faktor, der im Generalfaktor enthalten sein muss, da er
ja nicht verschwinden kann. Wie schätzt man diesen, genauer: seine
Ausprägungen in den Variablen?
Fundamentaltheorem
Nach Holm (1976) Die Befragung 3, S. 15: Rh = L * L'. In Worten: Die
Kommunalitätsmatrix ist das Produkt aus Ladungsmatrix und ihrer Transponierten.
Kritische Anmerkung: die Kommunalitätsmatrix Rh hat - durch die in
aller Regel verstümmelten Hauptdiagonalelemente - mit der Korrelationsmatrix
nicht das geringste zu tun, sie ist ihr nicht einmal mehr ähnlich,
oft indefinit und ein verstümmeltes, inhaltlich völlig konfuses
Wahnprodukt.
Nach Überla (1971), S. 52: lautet das Fundamentaltheorem unter
Berufung auf Thurstone: (2.14) R = ACA' und (2.15) R = AA'. In Worten:
Falls die Faktoren korrelieren (dürfen) ist die Korrelationsmatrix
R das Produkt aus der Ladungsmatrix (A), Korrelationsmatrix der Faktoren
(C) und der Transponierten der Ladungsmatrix (A').
Givens-Rotation
"In der linearen Algebra ist eine Givens-Rotation (nach Wallace Givens)
eine Drehung in einer Ebene, die durch zwei Koordinaten-Achsen aufgespannt
wird. Manchmal wird dies auch als Jacobi-Rotation
(nach Carl Gustav Jacobi) bezeichnet." [W]
Hauptachsenmethode. (Überla, S.93)
Image-Analyse
Von Guttman entwickelte Methode.
Jacobi Rotation
"Die Jacobi-Rotation erfordert zwar mehr Rechenaufwand als das Householder-Verfahren
(vgl. z.B. [19]), liefert aber gleichzeitig die zugehörigen Eigenvektoren.
Die symmetrische Matrix wird durch Ähnlichkeitsabbildungen mittels
orthogonaler Drehmatrizen auf Diagonalgestalt gebracht, da die Diagonalelemente
einer solchen Matrix zugleich ihre Eigenwerte sind. Das Verfahren wird
abgebrochen, wenn die Norm der Nicht-Diagonalelemente genügend klein
ist.
Multipliziert man alle Dreh-Matrizen miteinander, so stellen die Spaltenvektoren
der Produktmatrix gerade die Eigenvektoren der gegebenen Matrix dar." Herrmann
(1985, S. 30)
Kanonische Faktorenanalyse. Revenstorf 1976, S.
Mathematik der Faktorenanalyse.
Maximum Likelihood Faktorenanalye (Lawley & Maxwell 1963).
Multiples Faktorenanalyse
Modell
obliques Modell der Faktorenanalyse
orthogonales Modell der Faktorenanalyse
Polung
der Items und Vorzeichen der Ladungen
QR-Zerlegung.
Die Zerlegung einer Matrix A = Q * R, wobei Q eine orthogonale und
R eine obere Dreiecksmatrix ist. Hierfür stehen mehrere Verfahren
zur Verfügung: Hausholder-Transformation, Givens-Rotation, Gram-Schmidtsches
Orthogonalisierungsverfahren, .
Vorzeichen und Vorzeichenproblem bei
den Faktorladungen.
Meist werden grundlegenden Details und wichtige Grundfragen in der
faktorenanalytischen Literatur übergangen oder oberflächlich
im Nebenbei erledigt. Wie beweisen wir das am Beispiel der Bedeutung des
Vorzeichens bei den Ladungen? Durchforsten der Sachregister oder Glossaren
(nach z.B. Faktorenladungen, Ladungen, Ladungsquadrat, Vorzeichen) ist
eine, wenn auch keine besonders gute Möglichkeit, weil die Register
oft schlecht gemacht sind.
Revenstorf 1976 hat in seinem Lehrbuch der Faktorenanalyse z.B. keinen Eintrag "Vorzeichen", weder im Sachregister noch im Glossar (S.125-129) obwohl im Text selbst (wenigstens) eine Äußerung zum Vorzeichen erfolgt, nämlich S. 230, Kapitel 7.2 Einfachstruktur: "Von Interesse ist der Betrag der Ladung, das Vorzeichen spielt keine Rolle, da eine hohe negative Ladung in diesem Zusammenhang genauso zu werten ist wie eine hohe positive Ladung. Eine Möglichkeit das Vorzeichen zu eliminieren, ist die Quadratur." Das ist natürlich Unsinn. Das Quadrat einer Größe ist etwas anderes als die Größe selbst. Die Ladung ist der Korrelationskoeffizizient zwischen dem (hypothetischen) Faktor und der Variable. Hier ist das Vorzeichen wesentlich und nicht zu vernachlässigen, da es die Richtung des Zusammenhanges angibt. Es ist natürlich von Bedeutung ob ein Faktor positiv oder negativ mit der Variable korreliert. Und die Streuung ist natürlich auch etwas anderes als der Zusammenhang wie der Korrelationskoeffizient auch etwas anderes ist als sein Quadrat, der Determinationskoeffizient. Kurz: Faktoren können Variable positiv oder negativ "laden" und das ist ein wesentlicher Unterschied.
Harman (1970, p. 153) mißt den Vorzeichen der
Ladungen offenbar bei, wenn er schreibt: "8. Interpretation of principal
factors.—The coefficients of the first factor in Table 8.12 are all large
and positive, indicating an important general factor of physical growth
(G) among these variables. On the other hand, the second factor has loadings
of opposite signs for the two subgroups of variables. From the nature of
the variables, this bipolar factor might be called "Stockiness." If desired,
of course, the signs of all the coefficients of this factor may be changed.
Then this factor might be labeled "Lankiness."
Whatever name is selected for a bipolar factor,
its opposite characteristic should be clearly recognizable. A more fundamental
approach is to find a basic term which connotes the entire continuum. For
example, a bipolar factor which is named "Heat" (or, "Cold") would have
the opposite characteristic "Cold" (or, "Heat"). A name representing both
of these characteristics is "Temperature." These two approaches may be
indicated schematically as in Figure 8.1."
Vorzeichenbedeutung. Man sieht hier an den Daten, dass man die Vorzeichen bei den Faktorenladungen bei der Hauptkomponentenmethode klar interpretieren kann. Während die Vorzeichen bei allen Werten, die wachsen, positiv sind, werden sie negativ bei den Daten (17 Sparquote und 24 Diskont), die negativ wachsen, also schrumpfen. Die Aufklärung der Bedeutung des Vorzeichens bei den Faktorenladungen ist für mich ein neuer Befund und soll daher auch gesondert ausgewiesen werden.
Interkorrelation CST:
D-Struktur
D-Geborg
D-Anpas D-Harmo D-Hing
D-Geborg 1.0000 0.3993 0.3357 0.3551 D-Anpas 0.3993 1.0000 0.4328 0.4950 D-Harmo 0.3357 0.4328 1.0000 0.3110 D-Hing 0.3551 0.4950 0.3110 1.0000 |
Alle 4 Motivgruppen der depressiven Grundstruktur D korrelieren mäßig positiv. Man sieht den Korrelationen nicht an, dass hier ein Generalfaktormodell, wenigstens aber ein Bi-Factormodell realisiert ist. Positive Korrelationen sind bei geglückter Operationalisierung zu erwarten und zu wünschen. |
Die Eigwertanalyse ergibt:
Die Hauptponentenanalyse ergibt:
F = V * SQR(D)
D-Geborg 0.6991
-0.0043 0.7144 0.0297
D-Anpas 0.8079 -0.0910
-0.2097 -0.5432
D-Harmo 0.6954 0.6521
-0.2155 0.2115
D-Hing 0.7385
-0.5104 -0.2440 0.3669
Der Hingabefaktor korreliert hoch (0.7956) mit der Motivgruppe Hingabe
und gering negativ mit Gbeorgenheit, Anpassung und Harmonie.
Der Faktor Anpassung ist von den Motivgruppen Geborgenheit (-0.0386)
und Hingabe (0.0373) unabhängig, hängt aber deutlich negativ
mit Harmonie (-0.5494) zusammen und das überrascht doch ein wenig.
Der Faktor Geborgenheit korreliert mit der Motivgruppe Geborgenheit deutlich
positiv, mit Anpassung und Harmonie mäßig negativ und ist von
der Motivgruppe Hingabe unabhängig (0.0375).
Suchen in der IP-GIPT,
z.B. mit Hilfe von "google": <suchbegriff>
site:www.sgipt.org
z.B. Wissenschaft site:www.sgipt.org. |
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