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輸入計算

數學公式

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結果

卡方檢定統計量
2
χ² 值
類別數 4
自由度(k − 1) 3

什麼是卡方檢定統計量?

卡方(χ²)檢定統計量用來衡量一組觀察次數與虛無假設下所預期的次數之間,究竟相差多少。它是卡方適合度檢定(goodness-of-fit)與卡方獨立性檢定的核心基礎。χ² 值越大,代表實際觀察到的結果與理論預期之間落差越明顯,也就提供了反對虛無假設的證據。

如何使用本計算器

請先以逗號分隔的方式輸入各組觀察次數,再依相同順序輸入對應的期望次數。計算器會將每一個觀察值與其對應的期望值配對,逐項計算各類別的貢獻值,再加總得到整體的 χ² 統計量。此外,它也會回報類別數(k)以及自由度(k − 1),方便你在卡方分布表中查找臨界值或 p 值。

公式說明

統計量的公式為 $$\chi^{2} = \sum_{i=1}^{k} \frac{\left(\text{O}_i - \text{E}_i\right)^{2}}{\text{E}_i}$$ 針對每個類別,先將觀察次數減去期望次數,再將差值平方(如此一來,正負差異才不會互相抵消),最後除以期望次數,以調整偏離的尺度。將各類別的貢獻值加總,即可得到檢定統計量。請注意,每個期望次數都必須大於零;期望值為零的類別會被自動略過,以避免除以零的情形。

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展示卡方公式的示意圖:觀測值減期望值、平方、除以期望值,再求和
每一項都在跨類別求和之前比較觀測值(O)和期望值(E)的頻數。

實際範例

假設將一顆骰子擲 100 次,觀察到的次數分別為 30、20、25、25,而每一面在公平情況下的期望次數皆為 25。各項貢獻值為 \((30-25)^2/25 = 1\)、\((20-25)^2/25 = 1\)、\((25-25)^2/25 = 0\)、\((25-25)^2/25 = 0\)。加總後得到 \(\chi^2 = 2.0\),共有 4 個類別,自由度為 3。

比較四個類別中觀測頻數與期望頻數的長條圖
觀測長條偏離期望值越多,檢定統計量就越大。

常見問題

χ² 值很高代表什麼?表示觀察資料與期望資料之間差距很大,暗示虛無假設可能不成立。

我要怎麼算出 p 值?請使用回報的自由度,將 χ² 統計量對照卡方分布,透過查表或統計軟體即可求得 p 值。

兩組清單的數量一定要相同嗎?是的——每一個觀察值都必須有對應的期望值,計算器會依照輸入順序逐一配對。

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