Eine Zweistichprobenuntersuchung mit gleichen Gruppenumfängen planen

Wählen Sie die Anzahl der Beobachtungen pro Gruppe für einen geplanten Mittelwertvergleich.

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: zwei gleich große Gruppen von Beutelfüllmassen

Planen Sie zwei unabhängige Gruppen von Füllmassenmessungen mit gleichen Stichprobenumfängen. Weisen Sie eine Mittelwertdifferenz von 1.5 g bei gemeinsamer Standardabweichung von 4 g und 90% Teststärke nach. 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 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 Common standard deviation (σ) ein.

Geben Sie 1.5 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 zwei unabhängige Gruppen von Füllmassenmessungen mit gleichen Stichprobenumfängen. Weisen Sie eine Mittelwertdifferenz von 1.5 g bei gemeinsamer Standardabweichung von 4 g und 90% Teststärke nach. Das Referenzszenario ist an eine gleiche Aufteilung angepasst.

  2. Berechneten Plan ablesen

    Erheben Sie unter den angegebenen Annahmen einer gemeinsamen Standardabweichung und gleicher Aufteilung 151 Beobachtungen pro Gruppe, insgesamt 302. Die erreichte Teststärke beträgt etwa 90.11%; bei 150 pro Gruppe beträgt sie etwa 89.92% und liegt damit unter dem Ziel von 90%.

  3. Teststärkekurve verfolgen

    Die Kurve hält den Stichprobenumfang bei 151 pro Gruppe konstant. Die Teststärke erreicht bei einer Mittelwertdifferenz von +1.5 g oder −1.5 g etwa 90%.

    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 eine Planung für einen t-Test mit gepoolter Varianz für unabhängige normalverteilte Gruppen mit gemeinsamer Standardabweichung und gleichem Umfang. Sie plant weder einen Welch-Test noch eine ungleiche Aufteilung.

  5. Stichprobenentnahme festlegen

    Bestätigen Sie die Annahme einer gemeinsamen Standardabweichung und die interessierende Differenz von 1.5 g. Planen Sie genügend Messungen für beide Gruppen ein und berechnen Sie neu, falls sich die Aufteilung oder die erwartete Streuung ändert.

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. Der Plan erfordert 151 Beobachtungen pro Gruppe: insgesamt 302. Die erreichte Teststärke beträgt 0.901125. Bei 150 pro Gruppe beträgt sie 0.899225 und liegt damit unter dem Zielwert von 0.9.

Szenarien für Teststärke und Stichprobenumfang · 1 Zeile
SzenarioLösungszweigStichprobenumfang pro GruppeBeobachtungen insgesamtMittelwertdifferenzAngestrebte TeststärkeErreichte TeststärkeTeststärke beim nächstkleineren UmfangFreiheitsgradeStatusDetails
1—1513021.50.90.9011250.899225300ok—
  • 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 eine Planung für einen t-Test mit gepoolter Varianz für unabhängige normalverteilte Gruppen mit gemeinsamer Standardabweichung und gleichem Umfang. Sie plant weder einen Welch-Test noch eine ungleiche Aufteilung.

Planungsmethode · 7 Zeilen
EinstellungWert
Methodet-Test für zwei Stichproben
Kalibrierungpooled-noncentral-t-v1
Alpha0.05
Alternativhypothesetwo-sided
Gesuchte GrößeStichprobenumfang je Gruppe
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{"delta":1.5,"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 151 pro Gruppe konstant. Die Teststärke erreicht bei einer Mittelwertdifferenz von +1.5 g oder −1.5 g etwa 90%.

Erfasste Werte der Teststärkekurve · 61 Zeilen
Stichprobenumfang pro GruppeMittelwertdifferenzTeststärke
151-2.50.999723
151-2.416670.999468
151-2.333330.999007
151-2.250.998204
151-2.166670.996848
151-2.083330.99463
151-20.991121
151-1.916670.985745
151-1.833330.977771
151-1.750.966323
151-1.666670.950413
151-1.583330.929006
151-1.50.901125
151-1.416670.865972
151-1.333330.823066
151-1.250.77237
151-1.166670.714385
151-1.083330.650181
151-10.581368
151-0.9166670.509975
151-0.8333330.438283
151-0.750.368613
151-0.6666670.303113
151-0.5833330.243579
151-0.50.191333
151-0.4166670.147189
151-0.3333330.111485
151-0.250.08419
151-0.1666670.0650492
151-0.08333330.0537382
15100.05
1510.08333330.0537382
1510.1666670.0650492
1510.250.08419
1510.3333330.111485
1510.4166670.147189
1510.50.191333
1510.5833330.243579
1510.6666670.303113
1510.750.368613
1510.8333330.438283
1510.9166670.509975
15110.581368
1511.083330.650181
1511.166670.714385
1511.250.77237
1511.333330.823066
1511.416670.865972
1511.50.901125
1511.583330.929006
1511.666670.950413
1511.750.966323
1511.833330.977771
1511.916670.985745
15120.991121
1512.083330.99463
1512.166670.996848
1512.250.998204
1512.333330.999007
1512.416670.999468
1512.50.999723
  • 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 eine Planung für einen t-Test mit gepoolter Varianz für unabhängige normalverteilte Gruppen mit gemeinsamer Standardabweichung und gleichem Umfang. Sie plant weder einen Welch-Test noch eine ungleiche Aufteilung.

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 Zweistichprobenuntersuchung mit gleichen Gruppenumfängen planen

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