置信区间

计算均值和比例的置信区间

如何使用置信区间

  1. 1输入样本均值、标准差与样本量。
  2. 2选择置信水平(90%、95% 或 99%)。
  3. 3查看误差幅度以及区间的下限与上限。

置信区间说明什么

CI = 均值 ± z × (s / √n);误差幅度 = z × s / √n

置信区间给出一个范围,在重复抽样下,该范围有设定百分比的概率包含真实总体参数。

区间越宽代表不确定性越大;增大样本量或降低置信水平都会缩小误差幅度。

置信水平越高,临界值越大,区间越宽——这是在“把握”与“精度”之间权衡:想要更确定包含真值,就得接受更模糊的范围。

当总体标准差未知且样本较小(n < 30)时,应当用 t 分布临界值替代 z;t 分布更“胖尾”,会给出更宽的区间以补偿小样本的不确定性。样本增大后 t 会收敛到 z。

置信水平z 临界值区间宽度(相对)含义
90%1.645较窄约每 10 次有 1 次不覆盖真值
95%1.960中等最常用的默认水平
99%2.576较宽更保守、更难拒绝原假设

常见置信水平对应的 z 临界值(大样本)

常见问题

95% 是否表示真实值在区间内的概率为 95%?

不完全是;它表示在重复抽样中,95% 的此类区间会覆盖真实值。

为何 n 在根号下?

精度随 √n 提升,因此样本量需四倍才能把误差减半。

z 与 t 用哪个?

总体标准差未知且 n 小时用 t;大样本或已知 σ 用 z。

区间窄一定更好吗?

不一定。窄区间可能来自低置信水平或小样本导致的“虚假精确”;要结合置信水平和样本量一起看。

两个区间重叠能否说“无差异”?

不能。重叠不代表差异不显著;判断是否显著需用专门的差异检验,或看差值区间是否包含 0。

置信区间和假设检验有什么关系?

置信区间是看“合理范围是否包含某个参考值”;假设检验则把它变成“能否拒绝该参考值”。两者本质相连,只是表述方式不同。

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