抽樣分布常態機率計算器
使用標準誤與常態抽樣模型,計算樣本平均數及樣本比例的區間機率。
抽樣分布機率
選擇樣本統計量,輸入母體參數並設定區間。
關於抽樣分布的常態機率
抽樣分布描述某個統計量在所有相同樣本數的可能隨機樣本中如何變動。個別觀測值可能分布很廣,但重複抽樣計算出的平均數與比例,通常集中在對應母體參數附近。本計算器以常態分布描述這種集中情形,計算樣本平均數或樣本比例落在兩個指定邊界之間的機率。
對樣本平均數而言,抽樣分布的中心是母體平均數。標準誤等於母體標準差除以樣本數的平方根。因此,增加樣本數會使抽樣分布變窄,讓樣本平均數更精確。計算器利用此標準誤將各區間端點轉為 z 分數,求出兩端的標準常態累積分布值,再以上端累積面積減去下端累積面積。
對樣本比例而言,分布中心是母體比例 p,標準誤為 p(1 - p) 除以 n 後的平方根。此模型常用於民調、轉換率、不良率及是非型結果。常見準則是 np 與 n(1-p) 都應足夠大,通常至少為 10,才能以連續常態曲線合理近似離散的成功次數。本頁面接受零到一之間的比例邊界。
中央極限定理解釋了為何樣本數增加時,樣本平均數通常趨近常態分布,即使個別測量值並非常態分布。若母體本身為常態分布,任何樣本數下的樣本平均數都服從常態分布。對高度偏斜或厚尾母體,可能需要更大的樣本數。獨立性也很重要:觀測值應來自隨機過程;不放回抽樣時,樣本數通常不應超過母體的 10%。
結果是模型估計的機率,而不是某個已收集樣本中觀測值的百分比。它回答的是重複抽樣問題:若反覆抽取此樣本數的樣本,有多少比例的樣本平均數或樣本比例會落在區間內?當母體參數未知、須由觀測樣本推論時,應使用信賴區間方法。當母體參數已指定,且關注的是抽樣行為時,可使用本機率計算器。
抽樣分布範例
兩種支援的樣本統計量計算範例。
| 輸入 | 機率 | 解讀 |
|---|---|---|
| 平均數:mu = 100,sigma = 15,n = 25,邊界 97 至 103 | 0.68268947 | 上下限分別位於母體平均數下方與上方一個標準誤處。 |
| 比例:p = 0.5,n = 100,邊界 0.45 至 0.55 | 0.68268947 | 標準誤為 0.05,因此邊界的 z 分數為 -1 和 1。 |
| 平均數:mu = 50,sigma = 10,n = 100,邊界 48 至 52 | 0.95449974 | 標準誤為 1,因此邊界與平均數相距兩個標準誤。 |
如何計算抽樣機率
- 依研究的統計量選擇「樣本平均數」或「樣本比例」。
- 輸入已知的母體參數及正整數樣本數。
- 輸入關注區間的下限與上限。
- 點選「計算機率」,查看常態曲線下面積、標準誤與端點 z 分數。
抽樣分布常見問題
什麼是抽樣分布?
它是固定樣本數下重複抽樣所得統計量的機率分布,描述樣本之間的變異,而非個別觀測值之間的變異。
什麼是標準誤?
標準誤是抽樣分布的標準差。它隨樣本數增加而減小,反映樣本統計量變得更精確。
樣本平均數何時近似常態分布?
來源母體為常態分布時,樣本平均數確實服從常態分布。對許多其他母體,只要樣本夠大,中央極限定理就能提供實用近似。
樣本比例何時近似常態分布?
常見準則要求 np 與 n(1-p) 都至少為 10。預期次數較小時,連續常態模型可能不準確。
為什麼增加樣本數會使分布變窄?
較大的樣本能平均掉更多觀測層級的隨機變異。在數學上,標準誤與 n 的平方根倒數成正比。