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在线单比例 z 检验计算器

抛 120 次硬币 68 次正面,能说明硬币不均匀吗?单比例 z 检验给你统计学答案。

单比例 z 检验计算器

什么是单比例 z 检验计算器?

单比例 z 检验计算器插图

单比例 z 检验判断样本比例 p̂ 与某个假设值 p₀ 的差异是否超出随机波动的解释范围。检验统计量 z = (p̂−p₀) ÷ √(p₀(1−p₀)/n),原假设下近似服从标准正态分布。

直观理解:标准误 SE = √(p₀(1−p₀)/n) 是"纯靠运气"能产生的典型波动幅度。样本比例偏离假设值超过约 2 个 SE(|z| > 1.96),就有 95% 把握认为不是运气。

适用条件是二项分布可用正态近似:np₀ ≥ 10 且 n(1−p₀) ≥ 10。小样本或 p₀ 接近 0/1 时正态近似失真,应改用二项分布精确检验。

与置信区间的关系:双侧检验 p < 0.05 等价于 95% 置信区间不含 p₀。本工具同时输出 Wald 区间,两个视角互相印证。

单比例 z 检验回答「这个比例与宣称值有显著差异吗」:合格率是否仍为 98%、支持率是否过半、硬币是否均匀。它把观测比例 p̂ 与假设值 p₀ 的差换算成标准误的倍数——在正态近似下,这个倍数超过 1.96(双侧 5%)就拒绝原假设。它与 二项分布 精确检验同源:n 大时正态近似与精确结果几乎一致,计算却快得多。

一个常被忽视的要点:检验用 p₀ 算标准误,置信区间用 p̂ 算标准误(Wald 区间),两套口径导致「检验显著但区间包含 p₀」的边缘情形。更优的区间是 Wilson 区间(score 区间),小样本与极端比例下覆盖率更准——这也是检验与区间估计应当配套学习的原因。

z = (p̂ − p₀) ÷ √(p₀(1−p₀)/n),双侧 p = 2×(1−Φ(|z|))

z = (p̂ − p₀) ÷ √(p₀(1−p₀)/n)。如检验硬币:掷 100 次出 60 正面,p̂ = 0.6、p₀ = 0.5,z = 0.1/0.05 = 2,双侧 p ≈ 0.046 < 0.05,拒绝「硬币均匀」。标准误用原假设的 p₀ 而非 p̂,因为检验逻辑是「在 H₀ 为真的世界里,这个结果有多反常」。

适用条件与替代方案
条件判据不满足时的替代
样本量np₀ ≥ 10 且 n(1−p₀) ≥ 10二项精确检验
抽样方式简单随机抽样分层/整群需设计效应校正
独立性n < 总体 10%有限总体修正
极端比例p₀ 远离 0 与 1精确检验或变换

如何使用单比例 z 检验计算器

  1. 1

    输入成功次数 x、样本量 n 与假设比例 p₀(0~1)。

  2. 2

    点击"进行检验",查看 z 值、双侧 p 值与样本比例的 95% 置信区间。

  3. 3

    p < 0.05 拒绝"真实比例 = p₀"的假设。

计算示例

例 1硬币是否均匀

抛 120 次得 68 次正面,检验 p₀ = 0.5:p̂ = 0.5667,z = 1.461,p = 0.144 > 0.05——差异在随机波动范围内,不能认定硬币有偏。

例 2样本量的力量

同样的 56.7% 出现在 n = 1200 时:z = 4.62,p < 0.0001。比例不变、样本量乘 10,标准误缩到 1/√10,微弱差异也能检出。

例 3工厂合格率抽检验收

宣称不良率 ≤ 2%。抽检 500 件,不良 15 件,p̂ = 3%。z = (0.03−0.02)/√(0.02×0.98/500) ≈ 1.60,单侧 p ≈ 0.055。按 5% 水准不能拒绝「不良率 2%」——注意这不等于证明合格,样本量不足时放宽抽样或加严 n。

例 4支持率是否过半

民调 1200 人,支持 636 人,p̂ = 53%。检验 p₀ = 50%:z = 0.03/√(0.25/1200) ≈ 2.08,单侧 p ≈ 0.019 < 0.05,可宣称支持率显著过半。若样本只有 400 人,同样的 53% 只给 z = 1.2,不显著——功效分析 能事先算清需要多少人。

例 5条件不满足改用精确检验

新药试验 12 人 4 人起效,检验 p₀ = 10%。np₀ = 1.2 < 10,正态近似失效。改用二项精确检验:P(X ≥ 4 | n=12, p=0.1) ≈ 0.026,显著——若用 z 检验会得 p ≈ 0.06 而漏掉结论。

注意事项

  • 要求 np₀ ≥ 10 且 n(1−p₀) ≥ 10;不满足时改用精确二项检验。

  • p 值不是"假设为真的概率",而是"假设为真时看到这么极端数据的概率"。

  • 单侧检验(只关心偏大或偏小)p 值减半,但必须在看数据之前确定方向。

  • Wald 区间在 p̂ 接近 0/1 时覆盖率不足,此时 Wilson 区间更可靠。

  • np₀ 与 n(1−p₀) 都要 ≥ 10 才能用正态近似,小样本或极端比例换二项精确检验,p 值会明显不同。

  • 单双侧要在看数据之前定好。事后把双侧改成单侧等于把 α 偷偷翻倍,是 p-hacking 的典型形式。

  • 「不显著」的解读是「证据不足」,不是「p = p₀」。报告时附上 p̂ 的置信区间,读者能自己判断是「真没差异」还是「样本不够」。

常见问题

不能证明均匀,只能说"没有足够证据说明不均匀"。想提高检出能力(功效),需要更大样本或更大真实偏差。

检验的逻辑是"假设 p₀ 为真,看数据多极端",波动幅度自然按假设值 p₀ 计算。置信区间才用 p̂ 估计波动。

工具会校验 x ≤ n 且 p₀ ∈ (0, 1)。注意 x 是"成功次数"而不是百分比,68 次正面填 68 而不是 56.7。

没有。0.05 是人为惯例,两个 p 值提供的证据强度几乎相同。严谨的报告写具体 p 值并讨论效应量,而不是围着 0.05 做二元裁决。

不能,比例恒在 [0, 1]。正态近似的区间可能越界(Wald 区间的已知缺陷),Wilson 区间天然不会越界,极端比例时优先用它。

二项分布是离散的,正态是连续的,Yates 校正(分子减 0.5/n)能改善小样本近似。n > 100 时影响微乎其微;n 小时建议直接用精确检验更干净。

p₀ 来自研究假设而非数据:历史合格率、行业基准、「无效应」的 50% 等。拿观测值 p̂ 反推 p₀ 再检验是循环论证,p 值无意义。

抽样超过总体 5%–10% 时加有限总体修正:SE 乘 √((N−n)/(N−1))。小总体(如全校 300 人抽 100)修正后标准误明显缩小,检验更灵敏。

两分类时 z² = χ²(1),两个检验完全等价(双侧)。卡方版能自然推广到多分类,z 版能直接做单侧——按需求选择。

不矛盾,是两套标准误口径的边缘现象(Wald 区间 vs score 检验)。换 Wilson 区间或 score 检验可消除这种不一致。

用公式 n = [z_{α}√(p₀q₀) + z_{β}√(p₁q₁)]²/(p₁−p₀)²,或直接用 比例样本量计算器。检验前算好功效,比事后解释「不显著」省事得多。

参考资料

  1. [1]Penn State STAT 500 - Hypothesis Test for a Proportion
  2. [2]NIST/SEMATECH e-Handbook - Proportion Tests
  3. [3]Khan Academy - Tests about a population proportion
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凯文内容作者Calcton 数学编辑组 口径审核Calcton 编辑组 交叉审核· 内容更新于 2026-04-29

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引用本页

GB/T 7714 格式

Calcton. 单比例 z 检验计算器[EB/OL]. https://www.calcton.com/one-proportion-z, 2026-04-29.

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参考来源与更新说明

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最后更新:2026-04-29。

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