什麼是單比例 Z 檢定?
單比例 z 檢定用來判斷樣本比例(\(\hat{p}\))是否與已知或假設的母體比例(\(p_0\))有顯著差異。舉凡問卷調查、品質管制、A/B 測試與醫學研究,只要你測量的是「是/否」這類二元結果,並想知道觀察到的比率是否與宣稱的比率一致,都會用到這個檢定。
如何使用本計算器
請輸入成功次數(\(x\))、樣本總數(\(n\)),以及介於 0 與 1 之間的假設比例(\(p_0\))。接著選擇你的對立假設——雙尾、左尾或右尾。計算器會回傳樣本比例、標準誤、z 檢定統計量與對應的 p 值。將 p 值與你設定的顯著水準(常用 0.05)相比:若 p 值較小,就拒絕虛無假設。
公式說明
標準誤是在虛無假設下計算,公式為 \(\sqrt{\dfrac{p_0(1-p_0)}{n}}\)。z 統計量則是樣本比例與 \(p_0\) 之間的差距,以標準誤為單位來衡量:
$$z = \frac{\hat{p} - p_0}{\sqrt{\dfrac{p_0(1-p_0)}{n}}}$$p 值由標準常態分配求得。本檢定假設抽樣分配近似常態,當 \(n \cdot p_0 \ge 10\) 且 \(n \cdot (1-p_0) \ge 10\) 時,這項假設大致成立。
實例演算
假設 100 人中有 45 人偏好某項新產品,而你想針對 \(p_0 = 0.5\) 進行檢定。此時 \(\hat{p} = 0.45\),\(SE = \sqrt{0.5 \cdot 0.5 / 100} = 0.05\),\(z = (0.45 - 0.5) / 0.05 = -1.0\)。雙尾 p 值約為 0.317,因此與 50% 之間並無顯著差異。
常見問題
什麼時候該用 z 檢定而不是 t 檢定?當樣本數夠大、檢定對象為比例時,z 檢定是標準做法;t 檢定則適用於變異數未知的平均數檢定。
樣本數要多大才算足夠?常見的經驗法則是預期成功與預期失敗各至少 10 次(即 \(n \cdot p_0 \ge 10\) 且 \(n \cdot (1-p_0) \ge 10\))。
p 值很小代表什麼?代表若真實比例真的等於 \(p_0\),觀察到目前這個比例的機率很低,因此提供了拒絕虛無假設的證據。