对于一定的误差范围,需要多大的样本量?

置信区间可以在推论统计的主题中找到。这种置信区间的一般形式是估计值,加上或减去误差幅度。其中一个例子是在民意调查中,对问题的支持度是在一定的百分比,加上或减去给定的百分比。

另一个例子是,当我们声明在一定的置信水平下,平均值是x̄+/-E,其中E是误差幅度。这个数值范围是由于所做的统计程序的性质,但误差幅度的计算依赖于一个相当简单的公式。

虽然我们可以通过了解样本量,总体标准差和我们期望的置信水平来计算误差幅度,但我们可以翻转这个问题。为了保证指定的误差范围,我们的样本量应该是多少?

实验设计

这种基本问题属于实验设计的思想。对于特定的置信水平,我们可以有一个与我们想要的一样大或一样小的样本量。假设我们的标准偏差保持不变,误差幅度与我们的临界值成正比(这取决于我们的置信水平),与样本量的平方根成反比。

误差范围公式对我们如何设计统计实验有许多影响:

  • 样本量越小,误差幅度越大。
  • 为了在更高的日常生活安全小常识置信度下保持相同的误差幅度,我们需要增加样本量。
  • 让其他一切相等,为了将误差幅度减少一半,我们必须将样本量增加四倍。将样本量加倍只会将原始误差范围减少约30%。

所需样本量

计算我们的样本量需要的是,我们可以简单地从误差裕度的公式开始,并针对n样本大小求解它。这给出了公式n=(zσ/E2

示例

以下是我们如何使用该公式计算所需样本量的示例。

标准化考试11年级学生的标准差为10分。我们需要多大的学生样本来确保在95%的置信水平下,我们的样本平均值在人口平均值的1分之内?

此置信度的临界值为z=1.64。将这个数字乘以标准偏差10得到16.4。现在将这个数字平方为269。

其他注意事项

有一些实际问题需要考虑。降低信心水平会给我们一个较小的误差范围。但是,这样做意味着我们的结果不太确定。增加样本量将始终减少误差幅度。可能存在其他限制,例如成本或可行性,这些限制不允许我们增加样本量。

教育_1