Eine nachweisbare Mittelwertdifferenz bestimmen

Schätzen Sie die Differenz, die bei festem Stichprobenumfang zum Erreichen einer angestrebten Teststärke erforderlich ist.

Anleitungen · Grundlagen der Statistik · 4 Min. Lesezeit

App-Befehle, Arbeitsblattkennungen und Werte der Beispieldaten bleiben im Original erhalten. Screenshots, Diagramme und Dateien zum Herunterladen liegen im englischen Original vor. Die Zahlen in dieser Anleitung verwenden die englische Schreibweise mit Dezimalpunkt und Tausenderkomma.

Beispiel: sechzig Beutel pro Gruppe

Planen Sie 60 unabhängige Messungen der Beutelfüllmasse pro Gruppe, insgesamt 120, bei gemeinsamer Standardabweichung von 4 g und angestrebter Teststärke von 90%. Das Referenzszenario ist an eine gleiche Aufteilung angepasst.

Planungsübersicht herunterladen (CSV, englisches Original)

Dasselbe Beispiel finden Sie unter Help. Die CSV-Datei enthält Referenzszenarien. Geben Sie die ausgewählten Planungswerte unter Inputs manuell ein; der Import konfiguriert diesen Rechner nicht. Verwenden Sie Open example in a practice copy in Help, um die Eingaben vorab ausfüllen zu lassen.

1. Arbeitsumgebung erstellen

Öffnen Sie Basic Statistics in der Seitenleiste und wählen Sie Power & Sample Size. Erstellen Sie eine Analyse, geben Sie ihr einen Namen, wählen Sie New blank worksheet und anschließend Create analysis.

2. Untersuchung wählen

Wählen Sie unter Inputs für Test die Option Two-sample t — pooled planning und für Solve for die Option Mean difference. Geben Sie 0.05 in Significance level (α) ein und wählen Sie Two-sided für Alternative hypothesis.

3. Planungswerte eingeben

Geben Sie für dieses Szenario einen Wert in jedes Feld ein. Es werden keine Arbeitsblattspalten zugeordnet.

Geben Sie 4 in Common standard deviation (σ) ein.

Geben Sie 60 in Sample sizes per group ein.

Geben Sie 0.9 in Target powers ein.

Power & Sample Size: Eingaben mit den Spaltenzuordnungen und Einstellungen des Beispiels
Englischer Screenshot der Eingaben mit ausgewähltem Test, zu berechnender Größe und aktiven Planungsannahmen. Bild in voller Größe ansehen (öffnet sich in einem neuen Tab)

4. Analyse ausführen

Wählen Sie Run analysis und öffnen Sie anschließend Results.

5. Ergebnisse interpretieren

  1. Geplante Untersuchung prüfen

    Planen Sie 60 unabhängige Messungen der Beutelfüllmasse pro Gruppe, insgesamt 120, bei gemeinsamer Standardabweichung von 4 g und angestrebter Teststärke von 90%. Das Referenzszenario ist an eine gleiche Aufteilung angepasst.

  2. Berechneten Plan ablesen

    Der Wert upper unter Branch bezeichnet die Lösung für die positive Differenz: Etwa +2.3868 g ergeben 90% Teststärke. Die symmetrische Differenz von −2.3868 g hat in diesem zweiseitigen Plan dieselbe Teststärke. Kleinere Differenzen können weiterhin nachgewiesen werden, jedoch weniger zuverlässig.

  3. Teststärkekurve verfolgen

    Die Kurve hält den Stichprobenumfang bei 60 pro Gruppe konstant. Sie erreicht 90% in der Nähe von ±2.3868 g; betragsmäßig kleinere Differenzen haben eine geringere Teststärke.

    Englisches Diagramm der Teststärke in Abhängigkeit vom Effekt (Power versus effect)
    Englisches Diagramm der Teststärke in Abhängigkeit vom Effekt (Power versus effect) Diagramm in voller Größe ansehen (öffnet sich in einem neuen Tab)
  4. Annahmen verstehen

    Die Teststärke ist die Wahrscheinlichkeit, dass der geplante Test die angegebene Differenz nachweist, wenn diese Differenz tatsächlich besteht, unter den eingegebenen Annahmen. Sie ist nicht die Wahrscheinlichkeit, dass eine Hypothese wahr ist, und garantiert kein signifikantes Ergebnis. Dies ist ein Plan für einen t-Test mit gepoolter Varianz mit gleichen Umfängen, unabhängigen normalverteilten Gruppen und gemeinsamer Standardabweichung. „Nachweisbar“ bezieht sich auf die gewählte Teststärke von 90%, nicht auf eine feste Grenze, unterhalb derer ein Test niemals eine Differenz nachweisen kann.

  5. Stichprobenentnahme festlegen

    Vergleichen Sie 2.3868 g mit der kleinsten relevanten Differenz. Erhöhen Sie den geplanten Stichprobenumfang, wenn Sie 90% Teststärke für einen kleineren Effekt benötigen.

Weitere Einzelheiten: die einzelnen Ergebnisabschnitte lesen

Vollständige Ergebnistabellen verwenden wie im Bereich Help sechs signifikante Stellen.

Szenarien für Teststärke und Stichprobenumfang

Scenario verknüpft diese Zeile mit ihren Eingabewerten. Der Wert upper unter Branch bezeichnet die Lösung für die positive Differenz; er ist keine obere Konfidenzgrenze. Ein Strich bedeutet, dass ein Lösungszweig nicht anwendbar ist. Sample size gilt bei Zweigruppenplänen pro Gruppe; Total observations zählt beide Gruppen. Mean difference oder Comparison proportion ist der geplante Effekt. Target power ist die Vorgabe; Achieved power ist das berechnete Ergebnis. Power at preceding size prüft eine Beobachtung weniger pro Gruppe. DF sind gegebenenfalls die Freiheitsgrade des t-Tests. Status und Details dokumentieren, ob das Szenario berechnet wurde. Der angezeigte Lösungszweig upper ergibt eine positive Mittelwertdifferenz von 2.38678 g für 90% Teststärke. Bei diesem zweiseitigen Mittelwerttest hat eine betragsmäßig gleich große negative Differenz dieselbe Teststärke.

Szenarien für Teststärke und Stichprobenumfang · 1 Zeile
SzenarioLösungszweigStichprobenumfang pro GruppeBeobachtungen insgesamtMittelwertdifferenzAngestrebte TeststärkeErreichte TeststärkeTeststärke beim nächstkleineren UmfangFreiheitsgradeStatusDetails
1upper601202.386780.90.9—118ok—
  • Nicht verfügbare Lösungszweige behalten ihren Status und ihre Eingabewerte. Paare zählen jeweils zwei Beobachtungen. Eine Teststärke beim nächstkleineren Umfang wird nur angegeben, wenn dieser Umfang gültig ist.

Planungsmethode

Method und Calibration kennzeichnen die verwendete Berechnung. Alpha 0.05 ist das Signifikanzniveau des Tests; Alternative mit dem Wert two-sided umfasst beide Richtungen. Solve for benennt die berechnete Größe. Assumptions und Planning SD oder Baseline proportion dokumentieren, wovon das Ergebnis abhängt. Dies ist ein Plan für einen t-Test mit gepoolter Varianz mit gleichen Umfängen, unabhängigen normalverteilten Gruppen und gemeinsamer Standardabweichung. „Nachweisbar“ bezieht sich auf die gewählte Teststärke von 90%, nicht auf eine feste Grenze, unterhalb derer ein Test niemals eine Differenz nachweisen kann.

Planungsmethode · 7 Zeilen
EinstellungWert
Methodet-Test für zwei Stichproben
Kalibrierungpooled-noncentral-t-v1
Alpha0.05
Alternativhypothesetwo-sided
Gesuchte GrößeMittelwertdifferenz
AnnahmenUnabhängige normalverteilte Gruppen; gemeinsame Standardabweichung; gleicher Umfang; Planung für den Test mit gepoolter Varianz.
Standardabweichung für die Planung4
  • Ergebnisse und Kurvenpunkte werden mit diesem Analyselauf erfasst. Stichprobenumfänge sind ganze Zahlen; angestrebte und erreichte Teststärke sind unterschiedliche Größen.

Eingabewerte der Szenarien

Scenario entspricht der nummerierten Ergebniszeile. Inputs dokumentiert die aktiven Szenariowerte; dies sind Planungsannahmen, keine beobachteten Messwerte. Eingaben einzelner Werte ergeben hier ein Szenario.

Eingabewerte der Szenarien · 1 Zeile
SzenarioEingaben
1{"n":60,"power":0.9}

Erfasste Werte der Teststärkekurve

Jede Zeile enthält einen Stichprobenumfang, eine Mittelwertdifferenz oder einen Vergleichsanteil sowie die berechnete Power. Dies sind alle erfassten Werte, die dem englischen Originaldiagramm zugrunde liegen. Bei Zweigruppenplänen gilt der Umfang pro Gruppe. Lesen Sie die Teststärke als Wert zwischen null und eins; 0.9 bedeutet 90%. Die Kurve hält den Stichprobenumfang bei 60 pro Gruppe konstant. Sie erreicht 90% in der Nähe von ±2.3868 g; betragsmäßig kleinere Differenzen haben eine geringere Teststärke.

Erfasste Werte der Teststärkekurve · 62 Zeilen
Stichprobenumfang pro GruppeMittelwertdifferenzTeststärke
60-2.983470.981774
60-2.884020.974815
60-2.784570.965754
60-2.685120.95417
60-2.585670.939628
60-2.486230.921701
60-2.386780.9
60-2.287330.874206
60-2.187880.844098
60-2.088430.809591
60-1.988980.770755
60-1.889530.727837
60-1.790080.681263
60-1.690630.631635
60-1.591180.579708
60-1.491740.52636
60-1.392290.472545
60-1.292840.419245
60-1.193390.367421
60-1.093940.31796
60-0.994490.271636
60-0.8950410.229083
60-0.7955920.190771
60-0.6961430.157012
60-0.5966940.127966
60-0.4972450.103667
60-0.3977960.0840557
60-0.2983470.0690135
60-0.1988980.0584013
60-0.0994490.0520925
6000.05
600.0994490.0520925
600.1988980.0584013
600.2983470.0690135
600.3977960.0840557
600.4972450.103667
600.5966940.127966
600.6961430.157012
600.7955920.190771
600.8950410.229083
600.994490.271636
601.093940.31796
601.193390.367421
601.292840.419245
601.392290.472545
601.491740.52636
601.591180.579708
601.690630.631635
601.790080.681263
601.889530.727837
601.988980.770755
602.088430.809591
602.187880.844098
602.287330.874206
602.386780.9
602.386780.9
602.486230.921701
602.585670.939628
602.685120.95417
602.784570.965754
602.884020.974815
602.983470.981774
  • Alle erfassten Kurven sind in dieser Tabelle und ihrem CSV-Export enthalten; das Diagramm zeigt höchstens 12 ausgewählte Stichprobenumfänge.

6. Bericht erstellen

Behalten Sie Power and sample size scenarios, Planning method, Scenario input values, das englische Originaldiagramm Power versus effect und die vollständige Tabelle seiner erfassten Werte im englischen Bericht. Dokumentieren Sie die nachzuweisende Differenz, die angenommene Streuung bzw. die Anteile, die Stichprobenaufteilung und die Methode. Dies ist ein Plan für einen t-Test mit gepoolter Varianz mit gleichen Umfängen, unabhängigen normalverteilten Gruppen und gemeinsamer Standardabweichung. „Nachweisbar“ bezieht sich auf die gewählte Teststärke von 90%, nicht auf eine feste Grenze, unterhalb derer ein Test niemals eine Differenz nachweisen kann.

Wählen Sie Add to report im abgeschlossenen Analyselauf. Öffnen Sie Choose individual items and advanced options zur Auswahl von Tabellen und Diagrammen und wählen Sie anschließend Add to draft. Ausgeblendete Elemente bleiben in der gespeicherten Analyse erhalten.

Geben Sie dem Bericht einen Namen und ergänzen Sie den Zweck der Untersuchung sowie Ihre Interpretation. Wählen Sie Save, prüfen Sie Preview und verwenden Sie anschließend Export → Download HTML. Das folgende Beispiel enthält den gesamten ausgewählten Inhalt, auch Ergebnisse, die über eine Bildschirmansicht hinausgehen.

Dieser Bericht wurde in der App erstellt und liegt im englischen Original vor. Vollständige Originalausgabe der App für dieses Help-Beispiel mit den zugehörigen Tabellen, Diagrammen und Hinweisen zum Analyselauf. Die Zahlen im Bericht behalten die in der App angezeigte numerische Präzision bei. Exportierte Diagramme sind statisch. Auf schmalen Bildschirmen können Sie breite Diagramme und Tabellen horizontal scrollen.
Beispielbericht ansehen: Nachweisbare Differenz bei 60 pro Gruppe bestimmen

Wir verwenden Microsoft Clarity mit Sitzungsaufzeichnungen und Heatmaps, um zu verstehen, wie Besucher diese Website nutzen. Sie können die Website nutzen, ohne der Analyse zuzustimmen.

Ihre Entscheidung wird für sechs Monate in diesem Browser gespeichert. Datenschutzhinweis

Aktuelle Entscheidung: Nicht festgelegt.