獨立樣本 t 檢定:兩組母體、重複抽樣與顯著比例

以魏氏智力測驗為例,設定 A、B 兩組的平均數,觀察母體分配的重疊程度;再從兩組分別抽樣,計算平均差與 t 檢定,看看多少次抽樣會得到顯著結果。

一、設定兩組母體平均數

兩組個人智力分數均假設服從常態分配,標準差固定為15分。拖曳平均數滑桿,兩條曲線會左右平移;曲線重疊程度不等於統計檢定的顯著與否。

分
分
A 組母體B 組母體

二、設定每次抽樣人數與重複次數

人

每組1~10,000人,兩組人數相同且彼此獨立。

次

每次都會得到兩組平均數、平均差、t 值與雙尾 p 值。

準備抽樣

移動母體平均數滑桿時,上方重疊圖會立即更新;按「重新抽樣」才會產生新的隨機資料。每次重新抽樣結果可能不同。

三、抽樣分配:A 組、B 組與平均差

直方圖來自實際重複抽樣。第 k 次 A 組平均數減去第 k 次 B 組平均數,就是第三張圖的第 k 筆平均差。曲線是理論抽樣分配,可用來與模擬結果比較。

① A 組抽樣平均數

A 組每次抽 n 人,計算一個樣本平均數。

—
—

② B 組抽樣平均數

B 組獨立抽 n 人,計算一個樣本平均數。

—
—

③ 平均差 A − B

逐次相減得到平均差;淡紅色區域為 α = .05 的參考拒絕域。

—
—
模擬直方圖理論曲線選定抽樣α = .05 參考拒絕域

四、1~1,000次抽樣,有多少次達到顯著?

完成抽樣次數—
達顯著次數(p < .05)—
未達顯著次數—
達顯著百分比—

等待抽樣……

平均差抽樣分配理論值模擬值
平均數——
標準差/標準誤——
參考顯著界線(α = .05)—每次 t 檢定以該次樣本 SD 判斷

圖上的紅色區域使用母體 SD = 15 推得的理論標準誤及 t 臨界值作為參考;實際「達顯著次數」則逐次依樣本標準差計算合併變異數 t 檢定,所以每次實際重量差(分數差)的門檻會略有不同。每組只有1人時無法計算一般獨立樣本 t 檢定,因此不提供顯著比例。

五、查看任一次抽樣,並下載原始資料至 JASP

選擇第幾次抽樣後,可以下載該次 A、B 兩組的每一位受試者模擬分數。CSV 採長格式,每人一列,包含組別與 IQ 分數,可直接在 JASP 開啟並執行獨立樣本 t 檢定。

第1次
A 組樣本平均—
B 組樣本平均—
平均差 A − B—
該次雙尾 p 值—
等待抽樣結果……

原始資料檔含 group(A/B)、iq(模擬分數)、sample_no(抽樣次序)、id(組內編號)。在 JASP 中將 iq 放入依變項、group 放入分組變項;若選用「等變異數」的 Student t 檢定,應與本頁顯示的 t 值一致(允許顯示四捨五入差異)。原始 CSV 保留完整數值精度。

六、如何解讀模擬結果?

當 A、B 兩組母體平均數相同時,虛無假設成立,重複進行 α = .05 的雙尾檢定,達顯著比例理論上接近5%,這是第一類錯誤。當兩組母體平均數不同時,達顯著比例代表這個設定下的模擬檢定力;未達顯著的比例則反映第二類錯誤的可能性。即使兩組母體分配高度重疊,只要樣本數足夠大,仍可能偵測到很小的平均差;反之,兩組平均數不同,也不能保證每次抽樣都顯著。此模擬使用假設的常態母體,並非實際測驗受試者紀錄。