為什麼需要 t 檢定?
從飲料容量的抽查結果,理解平均數差距、機率分配與 p 值的關係。
一、飲料店真的偷工減料嗎?
你買了一杯標示 500 mL 的飲料,實際量到 495 mL。你會立刻認定店家每杯都少裝嗎?單次測量可能受到裝填差異影響,我們要問的是:這家店平均裝的容量,真的不是 500 mL 嗎?
標示容量
500 mL
隨機抽到的一杯
495 mL
想一想|只量到一杯 495 mL,就能斷言全店平均少裝嗎?
二、統計就像法官:先看證據
法官不會因為有人被指控,就直接判他有罪。在證據足夠之前,先推定無罪。
統計檢定也一樣:飲料店被懷疑少裝,我們先假設它平均確實裝了500 mL,再看抽查結果是否足以推翻這個說法。
先假設(H₀)
店家平均裝500 mL。
要查證(H₁)
店家平均少於500 mL。
證據不夠,就不能判定少裝。但這不代表已經證明店家一定沒有少裝,就像證據不足以定罪,不等於證明事情絕對沒有發生。
三、動手拖曳:差多少才值得懷疑?
店家說平均每杯500 mL。抽查的平均數有時高、有時低。少一點可能只是正常誤差;少很多,就值得懷疑。調整抽查平均數,觀察差距如何影響檢定結果。
互動實驗|拖曳抽查平均數
圖形中央是500 mL。往左拖,看看少裝的差距與橘色面積如何改變。
抽查平均比500 mL少
1.7 mL
橘色面積(單尾 p 值)
0.18
和0.05門檻比較
證據不足
為了公平比較,固定每次抽查30杯、單杯標準差10 mL;橘色是「假設平均500 mL,抽到這麼低或更低平均數」的機率(單尾 p 值)。
看圖記住:差距小 → 橘色面積大 → p 值大 → 證據不足。
差距大 → 橘色面積小 → p 值小 → 更有理由懷疑店家。
0.05是事先訂好的判斷門檻,不是少了5 mL。
差距大 → 橘色面積小 → p 值小 → 更有理由懷疑店家。
0.05是事先訂好的判斷門檻,不是少了5 mL。
想一想|拖曳看過圖形後,如果得到 p = 0.18(門檻0.05),你會怎麼判斷?
想一想|將抽查平均數從498.3 mL往左拖到497.0 mL,會發生什麼事?
四、懷孕檢驗的兩種誤判
把「真的沒有懷孕」當作 H₀,就能用一個非常生活化的例子理解兩種錯誤。
| 真實情況 | 檢驗判斷 | 錯誤類型 |
|---|---|---|
| 沒有懷孕 | 卻說有懷孕 | 第一類錯誤:誤報 |
| 已經懷孕 | 卻說沒有懷孕 | 第二類錯誤:漏報 |
記法:第一類是「沒事說有事」;第二類是「有事說沒事」。實際統計研究中,要先確認 H₀ 是什麼,才能判斷是哪一類錯誤。
想一想|明明沒有懷孕,檢驗卻顯示懷孕,屬於?
想一想|明明已經懷孕,檢驗卻顯示沒有,屬於?
五、什麼時候才需要 t 檢定?
當研究問題是比較平均數,例如飲料平均容量、兩班平均成績、同一批人運動前後平均睡眠時數,就可能使用 t 檢定。
先問「我要比較哪兩個平均位置?」再選統計方法。不是每個有數字的問題都適合 t 檢定。