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输入计算

数学公式

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结果

p₁ − p₂ 的置信区间
-0.0315  to  0.2315
两个比例之差
比例 1 (p̂₁) 0.4
比例 2 (p̂₂) 0.3
差值 (p̂₁ − p̂₂) 0.1
标准误 0.067082
z 值 1.96
误差幅度 0.131478

这个计算器能做什么

本工具用于估算两个独立总体比例之差的置信区间(CI)。你只需分别输入两组数据的成功次数和样本量,选择置信水平(90%、95% 或 99%),计算器即可返回置信区间的上下限,以及两组的样本比例、标准误、z 值和误差幅度。这是一种通用的统计方法,不受任何国家或地区规则的限制,全球通用。

使用方法

先输入 \(x_1\)(第 1 组的成功次数)和 \(n_1\)(第 1 组的样本量),再输入第 2 组的 \(x_2\) 和 \(n_2\)。选择所需的置信水平后即可读取置信区间。如果区间包含 0,说明在该置信水平下两个比例之差没有统计学意义;如果区间完全位于 0 的上方或下方,则说明其中一个比例显著大于另一个。

公式详解

样本比例为 \(\hat{p}_1 = x_1/n_1\) 和 \(\hat{p}_2 = x_2/n_2\)。标准误综合了两个估计量的方差:

$$SE = \sqrt{\frac{\hat{p}_1(1-\hat{p}_1)}{n_1} + \frac{\hat{p}_2(1-\hat{p}_2)}{n_2}}$$

置信区间则为

$$\left(\hat{p}_1 - \hat{p}_2\right) \pm z \cdot SE$$

其中 \(z\) 为临界值(90% 对应 1.645,95% 对应 1.960,99% 对应 2.576)。这就是沃尔德法(Wald,即正态近似法),当每组的成功次数和失败次数都至少在 10 左右时,其结果较为可靠。

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两个样本条形图,显示两组各自成功数占总数的情况,汇入比例之差
每个样本提供一个比例(成功数÷样本量);它们的差就是被估计的量。
数轴显示两个比例之差,并在点估计值周围呈现对称的置信区间
置信区间在 \(\hat{p}_1-\hat{p}_2\) 的两侧对称地延伸一个误差范围。

实例演示

假设第 1 组在 100 例中有 40 例成功(\(\hat{p}_1 = 0.40\)),第 2 组在 100 例中有 30 例成功(\(\hat{p}_2 = 0.30\)),两者之差为 0.10。则

$$SE = \sqrt{\frac{0.40 \cdot 0.60}{100} + \frac{0.30 \cdot 0.70}{100}} = \sqrt{0.0024 + 0.0021} = \sqrt{0.0045} \approx 0.06708$$

在 95% 置信水平下,误差幅度 \(= 1.95996 \times 0.06708 \approx 0.13148\)。因此置信区间约为 \(0.10 \pm 0.131\),即大约 \((-0.0315,\ 0.2315)\)。由于该区间包含 0,说明在 95% 置信水平下这一差异没有统计学意义。

常见问题

正态近似法在什么情况下有效?常用的经验法则是每组至少有 10 次成功和 10 次失败;对于样本极小的情形,建议改用精确方法。

区间包含 0 意味着什么?说明在所选置信水平下,两个比例之间没有统计学上的显著差异。

比例之差会超出 [−1, 1] 的范围吗?真实的差值始终介于 −1 和 1 之间,但在输入数据极端的情况下,沃尔德区间的上下限在理论上可能略微超出合理范围。

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