通过MCP连接 →

输入计算

数学公式

广告

结果

95%置信区间
94.6323  to  105.3677
x̄ ± 误差范围
样本均值(x̄) 100
标准误差(s/√n) 2.738613
误差范围(1.96 × 标准误差) 5.3677
下限 94.6323
上限 105.3677

什么是95%置信区间?

95%置信区间是根据样本数据计算出来的一个数值范围,它很可能包含总体的真实均值。所谓"95%置信",是指如果你把同样的抽样过程重复很多次,那么大约有95%的区间会成功"框住"真实均值。在科研、问卷调查、医学和商业分析中,它都是被引用得最多的统计指标之一。

钟形曲线,中央 95% 区域被着色,两侧各有一个尾部
95% 置信区间对应抽样分布中央 95% 的区域,两侧尾部各留 2.5%。

如何使用本计算器

你只需输入三个数值:样本均值(\(\bar{x}\))、样本标准差(\(s\))和样本量(\(n\))。计算器会返回区间的下限和上限,并同时给出标准误差和误差范围,让你清楚地看到结果是怎样一步步算出来的。

公式详解

区间的计算公式为 $$CI = \bar{x} \pm 1.96 \cdot \dfrac{s}{\sqrt{n}}$$ 其中 \(s / \sqrt{n}\) 是均值的标准误差——样本越大,它就越小,估计也就越精确。常数 1.96 是标准正态分布中央95%所对应的 z 值。把标准误差乘以 1.96,就得到误差范围,再用均值加上和减去这个值,便得到区间的上下限。

Advertisement
数轴上样本均值居中,误差幅度箭头分别延伸至下限和上限
该区间从样本均值 \(\bar{x}\) 向两侧各延伸一个误差幅度(\(1.96 \cdot s/\sqrt{n}\))。

实例演算

假设某个样本的均值为 100,标准差为 15,观测数为 36。那么标准误差为 $$15 / \sqrt{36} = 15 / 6 = 2.5$$ 误差范围为 $$1.96 \times 2.5 = 4.9$$ 因此 95% 置信区间就是 \(100 \pm 4.9\),也就是 95.1 至 104.9

Advertisement

常见置信水平的Z分数

均值的置信区间使用从标准正态分布中得出的临界值(z分数)。对于双尾区间,选定的置信水平在总尾部面积中留下\(\alpha = 1 - \text{置信水平}\),均匀分配到每条尾部(\(\alpha/2\))。95%的区间——本计算器计算的区间——使用熟悉的值\(z = 1.960\),在每条尾部留下2.5%。

置信水平 双尾z分数 总尾部面积(\(\alpha\)) 每条尾部中的面积(\(\alpha/2\))
80% 1.282 0.20 0.100
90% 1.645 0.10 0.050
95% 1.960 0.05 0.025
98% 2.326 0.02 0.010
99% 2.576 0.01 0.005

这些z分数假设总体标准差已知,或样本足够大以至于正态近似成立。对于有估计标准差的小样本,t分布临界值(较大)更合适。

常见问题

为什么用 1.96 而不是 2?在正态分布中,1.96 才是对应95%置信度的精确 z 值。取整后的 2 只是一个便于心算的近似值。

该用 z 分布还是 t 分布?当样本量较大,或总体标准差已知时,使用 z 值(1.96)比较合适。如果样本量很小(\(n < 30\))且总体标准差未知,则应改用 t 分布,它会给出略宽一些、但更准确的区间。

区间越宽意味着什么?区间越宽,说明不确定性越大——通常是由于样本量偏小或数据波动较大。样本量越大,区间越窄,估计也越精确。

最后更新: