Eine Einstichprobenuntersuchung planen

Wählen Sie einen Stichprobenumfang, um eine relevante Differenz zu einem Referenzmittelwert 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: Stichprobenumfang für Beutelfüllmassen

Planen Sie unabhängige Messungen der Beutelfüllmasse, um eine Differenz von 2 g zu einem Referenzmittelwert bei angenommener Standardabweichung von 4 g und 90% Teststärke nachzuweisen.

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 One-sample t und für Solve for die Option Sample size. 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 Standard deviation (σ) ein.

Geben Sie 2 in Mean differences 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 unabhängige Messungen der Beutelfüllmasse, um eine Differenz von 2 g zu einem Referenzmittelwert bei angenommener Standardabweichung von 4 g und 90% Teststärke nachzuweisen.

  2. Berechneten Plan ablesen

    Die kleinste geplante Stichprobe umfasst 44 Beutel. Die erreichte Teststärke beträgt 0.900031 und liegt damit knapp über dem Zielwert von 0.9. Bei 43 Beuteln beträgt die Teststärke 0.893050.

  3. Teststärkekurve verfolgen

    Die Kurve verwendet 44 Beobachtungen. Bei einer Differenz von +2 g oder −2 g beträgt die Teststärke etwa 90%. Kleinere Differenzen in Richtung null sind schwerer 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. Die Methode verwendet eine Berechnung mit nichtzentraler t-Verteilung für eine Stichprobe mit unabhängigen normalverteilten Beobachtungen und einer angenommenen Standardabweichung der Grundgesamtheit von 4 g. Der Referenzmittelwert selbst wird hier nicht aus einer zweiten Stichprobe geschätzt.

  5. Stichprobenentnahme festlegen

    Bestätigen Sie, dass 2 g die kleinste nachzuweisende relevante Differenz und 4 g eine angemessene Standardabweichung für die Planung sind. Berücksichtigen Sie nicht verwendbare Messwerte bei der Entscheidung, wie viele Beutel Sie entnehmen.

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 kleinste geplante Stichprobe umfasst 44 Beutel. Die erreichte Teststärke beträgt 0.900031 und liegt damit knapp über dem Zielwert von 0.9. Bei 43 Beuteln beträgt die Teststärke 0.893050.

Szenarien für Teststärke und Stichprobenumfang · 1 Zeile
SzenarioLösungszweigStichprobenumfangBeobachtungen insgesamtMittelwertdifferenzAngestrebte TeststärkeErreichte TeststärkeTeststärke beim nächstkleineren UmfangFreiheitsgradeStatusDetails
1—444420.90.9000310.8930543ok—
  • 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. Die Methode verwendet eine Berechnung mit nichtzentraler t-Verteilung für eine Stichprobe mit unabhängigen normalverteilten Beobachtungen und einer angenommenen Standardabweichung der Grundgesamtheit von 4 g. Der Referenzmittelwert selbst wird hier nicht aus einer zweiten Stichprobe geschätzt.

Planungsmethode · 7 Zeilen
EinstellungWert
Methodet-Test für eine Stichprobe
Kalibrierungnoncentral-t-v1
Alpha0.05
Alternativhypothesetwo-sided
Gesuchte GrößeStichprobenumfang
AnnahmenUnabhängige normalverteilte Beobachtungen; geschätzte Populationsstandardabweichung.
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{"delta":2,"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 verwendet 44 Beobachtungen. Bei einer Differenz von +2 g oder −2 g beträgt die Teststärke etwa 90%. Kleinere Differenzen in Richtung null sind schwerer nachzuweisen.

Erfasste Werte der Teststärkekurve · 61 Zeilen
StichprobenumfangMittelwertdifferenzTeststärke
44-2.50.981762
44-2.416670.974804
44-2.333330.965746
44-2.250.954168
44-2.166670.939633
44-2.083330.921717
44-20.900031
44-1.916670.874253
44-1.833330.844165
44-1.750.80968
44-1.666670.770866
44-1.583330.727969
44-1.50.681415
44-1.416670.631805
44-1.333330.579891
44-1.250.526551
44-1.166670.472738
44-1.083330.419435
44-10.367602
44-0.9166670.318127
44-0.8333330.271787
44-0.750.229213
44-0.6666670.19088
44-0.5833330.157098
44-0.50.128031
44-0.4166670.103714
44-0.3333330.0840861
44-0.250.0690308
44-0.1666670.058409
44-0.08333330.0520945
4400.05
440.08333330.0520945
440.1666670.058409
440.250.0690308
440.3333330.0840861
440.4166670.103714
440.50.128031
440.5833330.157098
440.6666670.19088
440.750.229213
440.8333330.271787
440.9166670.318127
4410.367602
441.083330.419435
441.166670.472738
441.250.526551
441.333330.579891
441.416670.631805
441.50.681415
441.583330.727969
441.666670.770866
441.750.80968
441.833330.844165
441.916670.874253
4420.900031
442.083330.921717
442.166670.939633
442.250.954168
442.333330.965746
442.416670.974804
442.50.981762
  • 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. Die Methode verwendet eine Berechnung mit nichtzentraler t-Verteilung für eine Stichprobe mit unabhängigen normalverteilten Beobachtungen und einer angenommenen Standardabweichung der Grundgesamtheit von 4 g. Der Referenzmittelwert selbst wird hier nicht aus einer zweiten Stichprobe geschätzt.

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: Eine Einstichprobenuntersuchung der Füllmasse planen

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