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輸入計算

數學公式

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結果

信賴區間
94.3989  to  105.6011
margin of error ± 5.6011
誤差界限 5.601092
臨界 t 值 2.04523
標準誤(s/√n) 2.738613
自由度 29

這個計算器能做什麼

這個工具會根據樣本資料,為母體平均數建立一個信賴區間。當母體標準差未知時——在實務上幾乎都是如此——正確的做法是採用學生 t 分配,而非常態(z)分配。算出來的區間,能讓你在所選的信賴水準下,掌握真實平均數可能落在的合理範圍。

使用方式

輸入樣本平均數(\(\bar{x}\))、樣本標準差(\(s\))與樣本數(\(n\)),再從 90%、95% 或 99% 中選一個信賴水準。計算器會回傳區間的下限與上限、誤差界限、臨界 t 值、標準誤,以及自由度(\(n - 1\))。

公式說明

區間的算法是 $$\text{CI} = \bar{x} \pm t_{\alpha/2,\,df}\cdot\frac{s}{\sqrt{n}}$$ 其中 \(s/\sqrt{n}\) 是平均數的標準誤,用來衡量樣本平均數與真實平均數之間預期會有多少落差。臨界值 \(t\) 取決於自由度(\(n - 1\))與所選的信賴水準。把標準誤乘上 \(t\),就得到誤差界限,再以樣本平均數為中心加減這個值,即為區間範圍。

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鐘形的t分布曲線,中心區域有陰影,兩側對稱的尾部區域標註為α/2。
信賴區間涵蓋t分布下的中心區域,在兩側尾部各留下α/2。

實例演算

假設 \(\bar{x} = 100\)、\(s = 15\)、\(n = 30\),信賴水準為 95%。標準誤為 $$\frac{15}{\sqrt{30}} \approx 2.7386$$ 在 29 個自由度下,臨界 \(t \approx 2.0452\),因此誤差界限約為 \(5.601\)。如此一來,95% 的信賴區間大約落在 \(94.40\) 到 \(105.60\) 之間。

水平數線,中心點為樣本平均數,誤差棒向左右延伸至區間邊界。
信賴區間以樣本平均數為中心,向兩個方向延伸一個誤差幅度。

常見問題

什麼時候該用 t 而不是 z?只要母體標準差未知、必須靠樣本去估計,就應該採用 t 分配——大多數真實資料都屬於這種情況。當 \(n\) 很大時,t 值與 z 值會非常接近。

「95% 信賴水準」是什麼意思?如果你重複抽樣很多次,每次都依此建立一個區間,那麼大約會有 95% 的區間涵蓋到真實的母體平均數。

這是否假設資料呈常態分配?t 區間假設資料大致呈常態分配,或樣本數夠大,足以套用中央極限定理。

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