樣本數計算器 - Cochran公式
計算可靠調查或研究所需的最小樣本數。設定信賴水準、誤差範圍與母體比例,即可立即取得結果。
選擇信賴水準,輸入百分比形式的誤差範圍,設定預期母體比例(不確定時可用 0.5),並可選填母體總數以進行有限母體修正。
樣本數計算器 - Cochran公式
計算可靠調查或研究所需的最小樣本數。設定信賴水準、誤差範圍與母體比例,即可立即取得結果。
關於樣本數計算器
樣本數決定是任何調查、實驗或觀察性研究設計中最重要的步驟之一。選擇正確的參與者數量,能確保結果具有統計意義,也能更有效率地運用資源。
本計算器採用 Cochran 公式,這是母體很大或未知時估算所需樣本數的業界標準方法。公式為:n = Z² × p × (1 – p) / E²,其中 Z 是對應所需信賴水準的 Z 值,p 是估計的母體比例,E 是以小數表示的可接受誤差範圍。
信賴水準表示你希望多有把握樣本結果會落在所述誤差範圍內。95% 信賴水準是社會科學與市場研究中最常用的選擇,對應的 Z 值為 1.96。這表示如果你重複調查 100 次,真實母體值大約會在其中 95 次落入你的誤差範圍內。
誤差範圍定義了估計值周圍的不確定區間寬度。±5% 的誤差範圍表示,觀察到的比例可能比真實母體比例高或低 5 個百分點。更小的誤差範圍需要更大的樣本數。由於公式包含 E²,將誤差範圍減半,所需樣本數大約會增加 4 倍。
母體比例 p 會影響公式中的變異數。將 p 設為 0.5 會使 p(1 – p) 達到最大值 0.25,因此得到最保守(也就是最大的)樣本數估計。在沒有先驗資訊時,這是標準建議。如果已有可靠的前期研究估計值,你可以使用該 p 值,進而可能降低所需樣本數。
當母體總數 N 相對於所需樣本較小(具體來說,當 n 超過 N 的 5%)時,應套用有限母體修正(FPC)因子:n_adj = n / (1 + (n – 1) / N)。這項調整會降低所需樣本數,反映出正在測量的母體比例較大。
實務上,你應在計算出的樣本數上加入緩衝,以因應未回覆、資料品質問題與流失。常見作法是以預期回覆率去除目標樣本數。例如,如果計算得出 n = 385,但預期回覆率為 70%,則至少應聯繫 385 / 0.70 ≈ 550 位潛在受訪者。
樣本數計算範例
三個常見情境,展示信賴水準、誤差範圍與母體規模如何影響所需樣本數。
| 參數 | 樣本數 | 說明 |
|---|---|---|
| 95% 信賴水準,±5% 誤差範圍,p=0.5,無限母體 | 385 | 經典的經驗法則樣本數。適用於全國民調與大型調查,因為母體規模非常大。 |
| 95% 信賴水準,±3% 誤差範圍,p=0.5,無限母體 | 1,068 | 由於與 E² 的關係,將誤差範圍從 5% 收緊到 3% 會使所需樣本數增加一倍以上。 |
| 95% 信賴水準,±5% 誤差範圍,p=0.5,N=500 | 218 | 因為樣本已占總母體的較大比例,有限母體修正會將樣本數從 385 降至 218。 |
如何使用樣本數計算器
- 從下拉選單中選擇所需的信賴水準(80%、85%、90%、95% 或 99%)。對多數調查而言,95% 是標準選擇。
- 輸入誤差範圍,單位為百分比。數值 5 代表 ±5%。較小的數值可帶來更高精度,但需要更大的樣本。
- 輸入預期母體比例,格式為 0 到 1 之間的小數。如果不確定,請使用 0.5,這會得到最大(最保守)的樣本數估計。
- 若母體較小且有限,可選填母體總數;若母體很大或未知,請留白。
- 點擊「計算」查看建議的最小樣本數。點擊「重設」清除所有欄位並重新開始。
樣本數計算器常見問題
為什麼在不確定時建議使用 0.5 作為比例?
當 p = 0.5 時,p(1 – p) 會達到最大值 0.25。使用 0.5 可確保在給定信賴水準與誤差範圍下,公式產生盡可能大的樣本數,提供保守估計,並保證無論真實比例如何都足夠使用。
95% 信賴水準是什麼意思?
95% 信賴水準表示,如果你重複很多次抽樣流程,得到的信賴區間中有 95% 會包含真實的母體參數。這不代表真實值有 95% 的機率落在某個特定計算出的區間內。
母體規模如何影響所需樣本?
對大型母體而言,所需樣本數幾乎不受母體規模影響——對 3 億人口的國家做 385 人民調,和對 10 萬人口的城市做同樣規模的民調,在統計上同樣有意義。只有當所需樣本超過總母體的 5% 時,有限母體修正才會帶來明顯差異。
誤差範圍與樣本數之間有什麼關係?
誤差範圍在 Cochran 公式中位於分母的 E²,因此兩者呈反平方關係:將誤差範圍減半,所需受訪者數量大約要增加 4 倍。這也是為什麼追求非常高的精度(例如 ±1%)在樣本數上成本極高。
是否應該為未回覆情況增加額外受訪者?
是。計算出的樣本數是完成且可用回覆的數量。為了考慮未回覆,應將此數值除以預期回覆率。例如,如果預期回覆率為 60%,且需要 385 份完成問卷,則至少應聯繫 385 / 0.60 ≈ 642 位潛在受訪者。
這個計算器可以用於 A/B 測試嗎?
此處實作的 Cochran 公式是為調查研究中的比例估計而設計。對於 A/B 測試,你還需要指定最小可偵測效應與統計力(通常為 80%)。專門的 A/B 測試樣本數計算器會使用略有不同的公式,因此更適合該用途。