Teststärke bei festem Stichprobenumfang prüfen

Schätzen Sie die Wahrscheinlichkeit, mit einem verfügbaren Stichprobenumfang eine angegebene Differenz nachzuweisen.

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: fünfzig Beutel pro Gruppe

Zwei unabhängige Gruppen können jeweils 50 Messungen der Beutelfüllmasse liefern. Nehmen Sie eine gemeinsame Standardabweichung von 4 g und eine tatsächliche Mittelwertdifferenz von 1.5 g an.

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 Power. 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 50 in Sample sizes per group ein.

Geben Sie 1.5 in Mean differences 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

    Zwei unabhängige Gruppen können jeweils 50 Messungen der Beutelfüllmasse liefern. Nehmen Sie eine gemeinsame Standardabweichung von 4 g und eine tatsächliche Mittelwertdifferenz von 1.5 g an.

  2. Berechneten Plan ablesen

    Die erreichte Teststärke beträgt bei 50 pro Gruppe (insgesamt 100) 0.458911, also etwa 45.9%. Unter den Annahmen würde der Test diese tatsächlich bestehende Differenz in etwa 54.1% vergleichbarer Untersuchungen nicht nachweisen.

  3. Teststärkekurve verfolgen

    Die Kurve hält den Stichprobenumfang bei 50 pro Gruppe konstant. Bei ±1.5 g erreicht sie etwa 45.9%; größere Differenzen sind leichter nachzuweisen.

    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. Dieser Plan für einen t-Test mit gepoolter Varianz setzt unabhängige normalverteilte Gruppen, gleiche Umfänge und eine gemeinsame Standardabweichung von 4 g voraus. Ein nicht signifikantes Untersuchungsergebnis bei dieser Teststärke würde keine gleichen Mittelwerte belegen.

  5. Stichprobenentnahme festlegen

    Bei 50 pro Gruppe würde eine tatsächliche Differenz von 1.5 g unter den Planungsannahmen in etwa 45.9% vergleichbarer Untersuchungen nachgewiesen und in etwa 54.1% nicht nachgewiesen. Wählen Sie für einen höheren Zielwert unter Solve for die Option Sample size, geben Sie die angestrebte Teststärke ein und führen Sie die Analyse erneut aus. Falls der Stichprobenumfang feststeht, berichten Sie diese begrenzte Nachweisempfindlichkeit.

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. Branch dokumentiert eine berechnete Effektrichtung; ein Strich bedeutet, dass sie 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. Die erreichte Teststärke beträgt bei 50 pro Gruppe (insgesamt 100) 0.458911, also etwa 45.9%. Unter den Annahmen würde der Test diese tatsächlich bestehende Differenz in etwa 54.1% vergleichbarer Untersuchungen nicht nachweisen.

Szenarien für Teststärke und Stichprobenumfang · 1 Zeile
SzenarioLösungszweigStichprobenumfang pro GruppeBeobachtungen insgesamtMittelwertdifferenzAngestrebte TeststärkeErreichte TeststärkeTeststärke beim nächstkleineren UmfangFreiheitsgradeStatusDetails
1—501001.5—0.458911—98ok—
  • 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. Dieser Plan für einen t-Test mit gepoolter Varianz setzt unabhängige normalverteilte Gruppen, gleiche Umfänge und eine gemeinsame Standardabweichung von 4 g voraus. Ein nicht signifikantes Untersuchungsergebnis bei dieser Teststärke würde keine gleichen Mittelwerte belegen.

Planungsmethode · 7 Zeilen
EinstellungWert
Methodet-Test für zwei Stichproben
Kalibrierungpooled-noncentral-t-v1
Alpha0.05
Alternativhypothesetwo-sided
Gesuchte GrößeTeststärke
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":50,"delta":1.5}

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 50 pro Gruppe konstant. Bei ±1.5 g erreicht sie etwa 45.9%; größere Differenzen sind leichter nachzuweisen.

Erfasste Werte der Teststärkekurve · 61 Zeilen
Stichprobenumfang pro GruppeMittelwertdifferenzTeststärke
50-2.50.871659
50-2.416670.848762
50-2.333330.823299
50-2.250.79528
50-2.166670.764775
50-2.083330.731915
50-20.696893
50-1.916670.659962
50-1.833330.621428
50-1.750.581649
50-1.666670.541019
50-1.583330.499961
50-1.50.458911
50-1.416670.418307
50-1.333330.378575
50-1.250.340115
50-1.166670.303291
50-1.083330.268423
50-10.23578
50-0.9166670.205575
50-0.8333330.177967
50-0.750.15306
50-0.6666670.13091
50-0.5833330.111532
50-0.50.0949054
50-0.4166670.0809875
50-0.3333330.0697201
50-0.250.0610404
50-0.1666670.0548895
50-0.08333330.0512197
5000.05
500.08333330.0512197
500.1666670.0548895
500.250.0610404
500.3333330.0697201
500.4166670.0809875
500.50.0949054
500.5833330.111532
500.6666670.13091
500.750.15306
500.8333330.177967
500.9166670.205575
5010.23578
501.083330.268423
501.166670.303291
501.250.340115
501.333330.378575
501.416670.418307
501.50.458911
501.583330.499961
501.666670.541019
501.750.581649
501.833330.621428
501.916670.659962
5020.696893
502.083330.731915
502.166670.764775
502.250.79528
502.333330.823299
502.416670.848762
502.50.871659
  • 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. Dieser Plan für einen t-Test mit gepoolter Varianz setzt unabhängige normalverteilte Gruppen, gleiche Umfänge und eine gemeinsame Standardabweichung von 4 g voraus. Ein nicht signifikantes Untersuchungsergebnis bei dieser Teststärke würde keine gleichen Mittelwerte belegen.

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: Teststärke bei 50 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.