先来说一个简单的例子 【例子】假设我们想估计一个学校中学生的平均身高。希望误差能控制在d=1cm范围内,那么至少要抽取多少学生数呢?
假设学生的身高是随机变量 , 我们知道均值是近似服从正态分布的。当样本量较大的时候可以直接用正态分布进行置信区间估计,当样本量较小的时候可以用t分布进行置信区间估计。 检验的置信区间是 , 因此有
从而可以推出来所需要的样本量
说明:
小样本的t检验迭代法
(1) 先用z分数替代t分数,计算所需的样本量n (2) 根据计算出来的n,在df=n-1的条件下,用t分数替代上一步的z分数,重新计算所需样本量n (3) 由于t分布比z分布扁平一些,相同置信度下,t分数>z分布。所以(2)新估计出来的n要比(1)的略大。 (4) 依次重复该步骤,当发现相邻两次迭代中n(取整之后)相同,则停止迭代流程即可。
没有方差的预估
前面说明中 为方差,可以通过样本进行预估,假设我们很不幸连方差的样本信息也没有该怎么办呢?
其中 即我们不去关注方差的情况,而关于误差相比于标准差的比例,即标准化d。
如何控制变异性 在实验设计时候,我们可以控制实验的显著性水平 ,临界差值d的大小,以及最终的样本量。那边在实际做问卷调查的时候,如何去尽量减小数据的变异性呢。《用户体验度量》一书中给了一些可供参考的建议:
与均值的类似, (1)在大样本条件下 在p未知的情况下,可以用其上限p=0.5进行估计。
(2)小样本条件下 根据wald矫正的p进行估计