这款计算器的用途
本工具用来描述样本比例的抽样分布(p̂)。当你从一个真实比例为 \(p\) 的总体中反复抽取样本量为 \(n\) 的随机样本时,每次得到的样本比例本身会形成一个新的分布。计算器会给出该分布的均值和标准误,帮助你构建置信区间、进行假设检验,或评估抽样波动的大小。
使用方法
将总体比例 p 以 0 到 1 之间的小数形式填入(例如 40% 就输入 0.4),再填入样本量 n。计算器会立即输出抽样分布的均值(等于 p)、方差以及标准误(SE)。
公式详解
抽样分布的均值等于总体比例:
$$\mu_{\hat{p}} = \text{p}$$标准误衡量的是样本比例围绕 p 的离散程度,计算公式为
$$\sigma_{\hat{p}} = \sqrt{\frac{\text{p}\,(1 - \text{p})}{\text{n}}}$$样本越大,标准误越小,估计就越精确。根据中心极限定理,当 \(np \geq 10\) 且 \(n(1-p) \geq 10\) 时,该分布可近似看作正态分布。
实例演算
假设 \(p = 0.5\)、\(n = 100\)。此时均值为 0.5,方差为
$$0.5 \times 0.5 / 100 = 0.0025$$标准误为
$$\sqrt{0.0025} = 0.05$$也就是说,样本比例通常会落在 0.5 上下约 ±0.05 的范围内。
常见问题
为什么均值等于 p?因为样本比例是总体比例的无偏估计量——平均来看,它恰好命中真实值。
n 增大时会怎样?标准误会以 \(1/\sqrt{n}\) 的比例减小,因此样本越大,估计越精确。
正态近似在什么情况下成立?常用的判断标准是 \(np \geq 10\) 且 \(n(1-p) \geq 10\);否则建议改用精确的二项分布方法。