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數學公式

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  1. One-Proportion Z-Statistic

    One-Proportion Z-Statistic: 單比例 Z 檢定計算器

    p-hat = x / n is the sample proportion; p0 is the hypothesized proportion; standard error = sqrt(p0(1-p0)/n)

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結果

檢定統計量(z)
-1
標準常態 z 分數
樣本比例(p̂) 0.45
標準誤 0.05
P 值 0.317311

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。

兩根長條顯示觀測樣本比例與假設比例的對比
此檢定衡量觀測比例 \(\hat{p}\) 與假設值 \(p_0\) 之間的差距。

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。

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帶有 z 統計量線和表示 p 值陰影尾部區域的常態曲線
z 統計量將樣本結果定位在標準常態曲線上,陰影尾部即為 p 值。

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。

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