일표본 t-검정이란?
일표본 t-검정은 하나의 표본 평균이 이미 알려졌거나 가설로 설정한 모집단 평균(\(\mu_0\))과 통계적으로 유의하게 다른지 확인하는 방법입니다. 모집단의 표준편차를 모를 때, 표본에서 추정한 값을 사용해 검정합니다. 이 계산기는 t-통계량, 자유도, 표준오차를 함께 제공하므로, 이를 토대로 p-값을 찾거나 계산할 수 있습니다.
사용 방법
네 가지 값을 입력하세요. 표본 평균(\(\bar{x}\)), 가설 모평균(\(\mu_0\)), 표본 표준편차(\(s\)), 표본 크기(\(n\))입니다. 계산 버튼을 누르면 검정 통계량이 나옵니다. 얻은 t값을 원하는 유의수준과 자유도에 해당하는 t-분포표의 임계값과 비교하거나, p-값으로 변환해 판단하면 됩니다.
공식 풀이
통계량은 다음과 같습니다.
$$t = \dfrac{\bar{x} - \mu_0}{s \big/ \sqrt{n}}$$분자는 관측된 평균이 가설값에서 얼마나 떨어져 있는지를 나타냅니다. 분모인 \(s / \sqrt{n}\)은 평균의 표준오차로, 해당 표본 크기에서 일반적으로 예상되는 표집 변동성을 의미합니다. 분자를 분모로 나누면 그 차이를 표준오차 단위로 표현하게 됩니다. 자유도는 \(n - 1\) 입니다.
계산 예시
\(\bar{x} = 5.2\), \(\mu_0 = 5.0\), \(s = 1.0\), \(n = 25\)라고 가정해 봅시다. 표준오차는 \(1.0 / \sqrt{25} = 1.0 / 5 = 0.2\)입니다. 따라서 $$t = \dfrac{5.2 - 5.0}{0.2} = \dfrac{0.2}{0.2} = 1.0$$이며, 자유도(df)는 24입니다. 자유도 24에서 t값 1.0은 양측 5% 임계값(약 2.064)보다 훨씬 작으므로, 귀무가설을 기각하지 않게 됩니다.
자주 묻는 질문
이표본 검정 대신 일표본 검정은 언제 쓰나요? 하나의 집단 평균을 고정된 기준값과 비교할 때는 일표본 검정을 사용하고, 서로 독립된 두 집단의 평균을 비교할 때는 이표본 검정을 사용합니다.
표본 크기는 얼마나 필요한가요? 이론적으로는 \(n \geq 2\)이면 검정이 가능하지만, 데이터가 대략 정규분포를 따른다는 가정이 필요합니다. 표본이 작을수록 이 가정에 더 민감하게 영향을 받습니다.
p-값은 어떻게 구하나요? t값의 절댓값과 자유도를 t-분포표나 통계 소프트웨어에 적용하면 됩니다. 양측 검정에서는 상단 꼬리 확률을 두 배로 계산합니다.