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輸入計算

數學公式

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結果

卡方統計量(χ²)
17.5
適合度檢定統計量
類別數 4
自由度(df) 3

什麼是卡方計算器?

這個計算器可以幫你算出適合度檢定(goodness-of-fit)的卡方(χ²)統計量。卡方檢定用來衡量一組「實際觀察到的次數」與「在某個假設下理論上應該出現的次數」之間的吻合程度。χ² 數值愈大,代表觀察結果與預期之間的落差愈大。它是一項通用的統計工具,廣泛應用於生物學、行銷、遺傳學、品質管制與社會科學等領域。

使用方式

先以逗號分隔的方式輸入你的觀察值(O),再依照相同順序輸入對應的期望值(E)。每一組對應的數值代表一個類別。計算器會回傳 χ² 統計量、所使用的類別數,以及自由度(類別數減一)。接著,把你算出的 χ² 與卡方分配表中對應顯著水準(例如 0.05)的臨界值相比較,即可判斷是否要拒絕虛無假設。

公式說明

卡方統計量的定義如下:

$$\chi^2 = \sum_{i=1}^{k} \frac{\left(O_i - E_i\right)^2}{E_i}$$

針對每一個類別,先把觀察值減去期望值,再將結果平方,接著除以期望值,最後把所有項目加總起來。平方的目的,一方面確保每一項都是正值,另一方面也讓偏差較大的類別受到更重的「懲罰」。

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Diagram of the chi-square formula breaking down observed minus expected, squared, divided by expected, summed across categories
The chi-square statistic sums the squared differences between observed and expected counts, each scaled by its expected value.

實例演練

假設你擲一顆骰子,原本預期每一面出現的機會相同。觀察值為 90、60、110、40,期望值為 80、80、80、40。各類別的貢獻分別為 \((90-80)^2/80 = 1.25\)、\((60-80)^2/80 = 5\)、\((110-80)^2/80 = 11.25\),以及 \((40-40)^2/40 = 0\)。全部加總後得到 \(\chi^2 = 17.5\),自由度為 3。

Bar chart comparing observed and expected frequencies across categories
A worked example: comparing observed counts (colored bars) against expected counts (outlined bars) across categories.

常見問題

什麼是自由度?以適合度檢定來說,自由度 \(df = k - 1\)。

χ² 很高代表什麼?數值愈高,表示觀察資料偏離期望愈遠,暗示原本的假設可能並不成立。

期望值可以是 0 嗎?不行,因為除以 0 的期望次數在數學上沒有定義,因此這類類別會被略過不計。

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