卡方檢定計算機
使用列聯表、卡方統計量、自由度與p值,檢定兩個類別變項是否有關聯。
卡方獨立性檢定
以逗號分隔欄,以分號分隔列。
關於卡方獨立性檢定
卡方獨立性檢定用來評估兩個類別變項在統計上是否有關聯。資料以列聯表排列:每列代表一個變項的某個類別,每欄代表另一個變項的某個類別,每格包含觀察次數。虛無假設認為變項彼此獨立,也就是每列在各欄的比例相同;對立假設則認為存在關聯。
計算機根據每格所屬的列合計、欄合計及總計,求出期望次數。期望次數等於列合計乘以欄合計,再除以總計。接著計算每格的 (觀察次數 − 期望次數)² / 期望次數,並將各項相加,得到卡方統計量。觀察次數與期望次數的差異越大,統計量就越大。自由度等於 (列數 − 1) × (欄數 − 1)。
p值是在所計算的統計量與自由度下,卡方分配的右尾機率。較小的p值表示,如果變項真的獨立,出現如此大差異的情況並不常見。研究者通常將p值與預先選定的顯著水準(例如 0.05)比較。p值低於門檻可支持拒絕虛無假設,但無法衡量關聯的強度或實務重要性。
當觀察值彼此獨立且各格的期望次數足夠大時,近似效果最好。常見準則是所有期望次數不得低於一,且低於五的格子不得超過 20%。稀疏的二乘二表可能需要改用費雪精確檢定。次數必須是原始計數,而非百分比、比率、平均值或重複觀察。類別應互斥,讓每個觀察值只計入一格。
若重視實務意義,應搭配 Cramér's V 等效果量解讀結果。樣本非常大時,微弱關係也可能達統計顯著;樣本小時,有意義的關係卻可能未達常用門檻。本計算機提供推論所需的統計量、自由度與p值;可靠結論仍仰賴研究設計、具代表性的抽樣,以及對兩個類別變項的明確定義。
卡方獨立性檢定範例
列聯表可呈現問卷回答、結果或類別偏好。
| 觀察次數表 | 檢定結果 | 解讀 |
|---|---|---|
| 10, 20; 20, 40 | χ² = 0, df = 1, p = 1 | 兩列的比例完全相同,因此觀察次數與期望次數一致。 |
| 10, 10; 10, 30 | χ² = 3.75, df = 1, p ≈ 0.0528 | p值接近但仍高於 0.05 的顯著門檻。 |
| 30, 10; 10, 30 | χ² = 20, df = 1, p < 0.001 | 兩列呈相反的分布模式,為存在關聯提供強力證據。 |
如何進行卡方檢定
- 將原始次數排成表格,一個變項放在列,另一個放在欄。
- 以逗號分隔儲存格,以分號分隔各列。
- 選取「計算卡方」,求出統計量與p值。
- 將p值與分析資料前選定的顯著水準比較。
卡方檢定常見問題
較小的p值代表什麼?
表示在獨立性假設下,出現這樣的觀察表格並不常見。這支持存在關聯,但不能證明因果關係或量化效果大小。
可以輸入百分比來取代次數嗎?
不行。檢定需要觀察次數,因為期望次數與抽樣變異取決於總樣本數。請先將來源資料轉回次數。
什麼是自由度?
自由度決定計算p值時使用的卡方分配。對於 r 列 c 欄的表格,自由度為 (r − 1)(c − 1)。
期望次數多小才算太小?
常見準則要求每個期望次數至少為一,且至少 80% 不小於五。若小型表格不符合此準則,可考慮精確檢定。
達顯著是否表示關係很強?
不一定。顯著性受樣本數影響,因此也應報告 Cramér's V 等效果量。關聯是否重要須依情境判斷。