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輸入計算

數學公式

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結果

自由度
9
df
樣本數 n/n1 10
第二組樣本數 n2 12

什麼是自由度?

自由度(degrees of freedom,簡稱 df)代表在統計計算中可以「自由變動」的獨立數值個數。在假設檢定裡,自由度決定了你要查 t 分布(或卡方分布、F 分布)表中的哪一列,才能找到對應的臨界值與 p 值。本計算器涵蓋兩種最常見的情況:單樣本 t 檢定,以及假設變異數相等的雙樣本(獨立樣本)t 檢定。

圖示資料點,其中一個值受固定均值約束,其餘可自由變化
自由度:均值一旦固定,除一個值外其餘都可自由變化。

如何使用本計算器

首先選擇你的檢定類型。若為單樣本檢定,輸入樣本數 \(n\);若為雙樣本檢定,則同時輸入兩組樣本數 \(n_1\) 與 \(n_2\)。計算器會回傳你在查表找臨界值時應使用的自由度。

公式說明

對單一樣本而言,你會估計一個參數(平均數),因此損失一個自由度:$$df = n - 1$$對兩組獨立樣本而言,你會估計兩個平均數,因此損失兩個自由度:$$df = n_1 + n_2 - 2$$這個合併變異數(pooled variance)公式的前提,是假設兩個母體的變異數相等。

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兩種公式情形以平面圖展示:一個樣本組和兩個樣本組
單樣本使用 \(df = n - 1\);雙樣本因估計兩個均值而減去 2。

實際範例

假設 A 組有 15 筆觀測值、B 組有 18 筆觀測值,而你要進行獨立雙樣本 t 檢定。其自由度為:$$df = 15 + 18 - 2 = 31$$接著你就能依照所選的顯著水準,查出 31 個自由度對應的 t 臨界值。

常見問題

為什麼單樣本要減 1?因為樣本平均數是由資料算出來的,一旦平均數固定,就只剩下 \(n - 1\) 個數值能自由變動。

如果兩組樣本的變異數不相等怎麼辦?這時應改用 Welch t 檢定,它採用較複雜的自由度公式(Welch–Satterthwaite 方程式),而非 \(n_1 + n_2 - 2\)。

自由度可以是小數嗎?在上述合併變異數與單樣本的情況下不會,自由度一定是整數。只有在 Welch 近似法中,才會出現小數的自由度。

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