必要な標本サイズを求める(母分散が既知の場合)
以下の情報がわかっている(いくつかは必要に応じて適宜決める)とき,必要な標本サイズnを求めることができる. given: confidence level c, margin of Error E, population variance , まず,上側確率がaとなる点をと定義する.これの詳しい説明は以下に書いてます.
この定義は,以下を意味する.
$$ \displaystyle P(X > Z_{a}) = a $$
こう定義しておくと,以下の事実を得る.
$$ \displaystyle P(|X| < Z_{a}) = 1-2a $$
問題は,標本平均と母平均との絶対値差がE以下である確率をc以上になるよう保証する標本サイズnを求めなさいということなので,
$$ \displaystyle P(|\bar{X} - \mu| < E) \geq c $$
ちなみに,より,を得る. ここで,
$$ \displaystyle Y = \frac{\bar{X} - \mu}{\frac{\sigma}{\sqrt{n}}} $$
と,標準化を施すと(この標準化はずーっと元をたどると,誤差がに従うとこから来てます.これについてはまた書きます,多分),
$$ \displaystyle P(|Y| < \frac{\sqrt{n}}{\sigma} E) \geq c $$
を得る.よって,
$$ \displaystyle n \geq \frac{Z^{2}_{a} \sigma^{2}}{E^{2}} $$
を得る. 問題があるとわかりやすいので,以下のサイトの問題を使う.
問題:, がわかっている時,を達成する標本サイズnを求めよ.
このサイトでは,1-c=aとして説明している.僕が書いたaとは違います,混乱するかもしれませんね. よし,Rで求めてみよう.
よって,母分散が9.48のとき,E=1.2, c=0.95を達成には標本サイズを240以上にしなければならない.