Toleranzwert bei Multikollinearität
In diesem Beitrag
Was versteht man unter dem Toleranzwert bei Multikollinearität?
Der Toleranzwert ist ein Diagnosemaß in der multiplen linearen Regression. Er gibt an, wie stark eine unabhängige Variable durch die übrigen unabhängigen Variablen im Modell erklärt werden kann – und damit, wie unabhängig diese Variable tatsächlich von den anderen Prädiktoren ist.
Rechnerisch ist der Toleranzwert das Komplement des Bestimmtheitsmaßes R² aus einer Hilfsregression: Man regressiert eine Prädiktorvariable auf alle anderen Prädiktoren im Modell und erhält ein eigenes R². Der Toleranzwert ergibt sich dann als:
Formel: Toleranzwert
Dabei steht R²ᵢ für das Bestimmtheitsmaß der Hilfsregression, in der Prädiktor i durch alle anderen Prädiktoren erklärt wird. Ein Toleranzwert nahe 1 bedeutet, dass die Variable kaum durch andere Prädiktoren erklärt wird – sie ist weitgehend unabhängig. Ein Toleranzwert nahe 0 signalisiert, dass sie stark mit anderen Prädiktoren zusammenhängt, also Multikollinearität vorliegt.
Der Toleranzwert ist eng mit dem Varianzinflationsfaktor (VIF) verwandt: Der VIF ist einfach der Kehrwert des Toleranzwertes.
Formel: Zusammenhang mit dem VIF
Warum ist der Toleranzwert für statistische Analysen wichtig?
In der multiplen Regression setzt man voraus, dass die Prädiktoren möglichst unabhängig voneinander sind. Wenn zwei oder mehr Prädiktoren stark miteinander korrelieren (Multikollinearität), entstehen mehrere Probleme:
- Die Regressionskoeffizienten werden instabil und können stark schwanken, wenn sich die Stichprobe leicht verändert.
- Die Standardfehler der Koeffizienten werden größer, was die statistische Teststärke verringert.
- Die Interpretation einzelner Prädiktoren wird schwierig, weil ihr einzigartiger Beitrag zur Vorhersage kaum isoliert werden kann.
Der Toleranzwert hilft dir, solche Probleme frühzeitig zu erkennen. Als Faustregel gelten folgende Richtwerte:
| Toleranzwert | Entsprechender VIF | Bewertung |
|---|---|---|
| > 0,10 | < 10 | Unkritisch – kein Problem |
| 0,10 – 0,20 | 5 – 10 | Grenzwertig – genauer prüfen |
| < 0,10 | > 10 | Problematisch – Multikollinearität wahrscheinlich |
Praxisbeispiel zu Toleranzwert bei Multikollinearität
Eine Studierende untersucht in ihrer Masterarbeit, welche Faktoren den Studienerfolg (gemessen an der Abschlussnote) vorhersagen. Sie nimmt folgende Prädiktoren ins Modell auf: Abiturnote, Lernzeit pro Woche, Anzahl besuchter Lehrveranstaltungen und Anwesenheitsquote.
Nach der Regression prüft sie die Kollinearitätsstatistiken und erhält folgende Ergebnisse:
| Prädiktor | Toleranzwert | VIF |
|---|---|---|
| Abiturnote | 0,82 | 1,22 |
| Lernzeit pro Woche | 0,74 | 1,35 |
| Anzahl Lehrveranstaltungen | 0,09 | 11,11 |
| Anwesenheitsquote | 0,08 | 12,50 |
Die ersten beiden Prädiktoren weisen unkritische Toleranzwerte auf. Die letzten beiden jedoch – Anzahl besuchter Lehrveranstaltungen und Anwesenheitsquote – haben Toleranzwerte deutlich unter 0,10. Das bedeutet: Beide Variablen messen im Grunde dasselbe Konstrukt und liefern kaum unabhängige Information. Die Studierende sollte erwägen, eine der beiden Variablen aus dem Modell zu entfernen oder sie zu einer neuen Variable zusammenzufassen.