置信概率通常是通过计算置信区间来表示的,它表示我们对某个统计量(如总体均值)真实值的估计信心。以下是计算置信区间的基本步骤和公式:
求样本均值
计算样本数据的平均值,记作 \( \bar{x} \)。
计算抽样误差
根据样本大小,使用标准偏差 \( \sigma \) 和样本量 \( n \) 计算标准误差 \( SE \):
\[ SE = \frac{\sigma}{\sqrt{n}} \]
确定置信水平
选择一个置信水平,例如95%,则 \( 1 - \alpha = 0.95 \),从而 \( \alpha = 0.05 \)。
查找对应的标准正态分布的Z值
对于给定的 \( \alpha \),查找标准正态分布表得到 \( Z_{\alpha/2} \) 的值。
计算置信区间
使用样本均值 \( \bar{x} \)、标准误差 \( SE \) 和 \( Z_{\alpha/2} \) 计算置信区间的左右端点:
\[ \text{置信区间左端点} = \bar{x} - Z_{\alpha/2} \times SE \]
\[ \text{置信区间右端点} = \bar{x} + Z_{\alpha/2} \times SE \]
置信概率
置信区间表示的是真实参数值有 \( 1 - \alpha \) 的概率落在这个区间内,因此置信概率就是 \( 1 - \alpha \) 或者置信水平。
举个例子,如果我们有一个样本均值 \( \bar{x} = 50 \),标准偏差 \( \sigma = 10 \),样本量 \( n = 100 \),并且我们选择95%的置信水平,则:
\[ SE = \frac{10}{\sqrt{100}} = 1 \]
\[ Z_{\alpha/2} = Z_{0.025} \approx 1.96 \]
\[ \text{置信区间左端点} = 50 - 1.96 \times 1 = 48.04 \]
\[ \text{置信区间右端点} = 50 + 1.96 \times 1 = 51.96 \]
因此,95%的置信区间是 \( [48.04, 51.96] \),置信概率就是95%