science >> Wetenschap >  >> Wiskunde

Bepaling van de steekproefomvang met gemiddelde en standaardafwijking

De juiste steekproefomvang is een belangrijke overweging voor degenen die enquêtes houden. Als de steekproefomvang te klein is, zullen de verkregen steekproefgegevens geen accurate weergave zijn van de gegevens die representatief zijn voor de populatie. Als de steekproefomvang te groot is, zal de enquête te duur en tijdrovend zijn om te voltooien. Als uw enquêtedoel bijvoorbeeld was om de gemiddelde leeftijd van vrouwen in de Verenigde Staten te vinden, zou het onpraktisch zijn om elke vrouw van haar leeftijd te vragen.

De bepaling van de steekproefomvang vereist dat u het betrouwbaarheidsniveau definieert je wilt en het foutenniveau dat je tolereert en dat je kent of een schatting hebt van de standaardafwijking van de populatieparameter die je probeert te bepalen.

Definieer het foutenniveau dat je tolereert. Kies een waarde die een resultaat oplevert dat minder is dan 5 procent van de populatieparameter die u probeert in te schatten. Bedenk dat hoe hoger het foutenniveau is getolereerd hoe minder belangrijk uw enquêteresultaten zijn.

Overweeg een situatie waarin u de gemiddelde leeftijd van vrouwen (de populatieparameter) in de Verenigde Staten zou moeten vinden. Maak eerst een schatting van de gemiddelde leeftijd van vrouwen. Gebruik voor die schatting een eerdere studie en vermenigvuldig dat aantal vervolgens met 0,05 om de fout te vinden.

Als een onderzoek niet beschikbaar is, schat dan ruwweg de gemiddelde leeftijd van de vrouw zelf. Haal voor die schatting gegevens op met 10 verschillende eigen enquêtes die elk een steekproef van 31 vrouwen hebben. Bereken voor elke enquête de gemiddelde leeftijd voor de 31 vrouwen. Bereken vervolgens het gemiddelde van de gemiddelden voor alle enquêtes. Gebruik dit nummer als de schatting van de gemiddelde leeftijd voor vrouwen. Vermenigvuldig dat aantal vervolgens met 0,05 om de fout te verkrijgen. Als het gemiddelde van de verkregen middelen voor uw enquêtes 40 was, vermenigvuldig dan 0,05 (5 procent) keer 40 om 2. te verkrijgen. Selecteer daarom de fout die u tolereert binnen twee jaar.

Schrijf dit aantal op; u zult het gebruiken om de steekproefomvang te berekenen. Als u 2 gebruikt voor de fout voor uw voorbeeldberekening, zal uw enquête een resultaat opleveren dat binnen twee jaar na de werkelijke gemiddelde leeftijd van vrouwen in de populatie juist is. Onthoud dat hoe kleiner de fout is, hoe groter de steekproefgrootte.

Definieer het betrouwbaarheidsniveau dat u wilt gebruiken. Kies een betrouwbaarheidsniveau van 90, 95 of 99 procent. Gebruik een hoger betrouwbaarheidsniveau als u de kans wilt vergroten dat de resultaten van uw steekproefenquête binnen de fouttolerantie liggen die u in de vorige stap hebt berekend. Onthoud dat hoe hoger het betrouwbaarheidsniveau dat u kiest, hoe groter de steekproefomvang zal zijn.

Bepaal de kritieke waarde voor het gegeven betrouwbaarheidsinterval. Gebruik voor een betrouwbaarheidsniveau van 90 procent een kritische waarde van 1.645. Gebruik voor een betrouwbaarheidsinterval van 90 procent een kritieke waarde van 1.960 en gebruik voor een betrouwbaarheidsniveau van 99 procent een kritieke waarde van 2.575. Schrijf dit nummer op; u gebruikt het om de steekproefomvang te berekenen.

Zoek vervolgens de standaarddeviatie op voor de populatieparameter die u probeert in te schatten met uw enquête. Gebruik de standaardafwijking van de populatieparameter in het probleem of schat de standaarddeviatie. Als het niet wordt gegeven, gebruik dan de standaarddeviatie van een vergelijkbaar onderzoek. Als geen van beide beschikbaar is, schat dan ruwweg een standaardafwijking zodat deze ongeveer 34 procent van de populatie zal zijn.

Ga bij het voorbeeld in stap 1 ervan uit dat 20 jaar één standaardafwijking is. Voor een gemiddelde leeftijd van 40 zou dit betekenen dat 68 procent van de vrouwen in de populatie geschat wordt tussen 20 en 60 jaar oud.

Bereken de steekproefomvang. Vermenigvuldig eerst de kritische waarde met de standaardafwijking. Verdeel dit resultaat vervolgens door de fout van stap 1. Dit resultaat wordt nu vierkant gemaakt. Dit resultaat is de steekproefgrootte.

Voor een probleem met een betrouwbaarheidsinterval van 90 procent (een kritieke waarde van 1.645), geeft een fout op binnen twee jaar en geeft een standaarddeviatie van de populatie van 20 jaar, eerst vermenigvuldig 1.645 met 20 om 32.9 te krijgen. Verdeel 32,9 door 2 om 16.45 te krijgen. Vierkant 16.45 voor 270.6. Rond af naar het volgende hoogste gehele getal om een ​​steekproefomvang van 271 te verkrijgen.

Vermeld de voorwaarden voor uw enquêteresultaten. Voor het voorbeeld in stap 1, met een steekproefomvang van 271, kunt u 90 procent vertrouwen hebben dat het gemiddelde van de steekproef van 271 vrouwen binnen twee jaar ligt na het werkelijke gemiddelde van de totale vrouwenpopulatie. Dus als uw enquête resulteerde in een gemiddelde leeftijd van 43 jaar, kunt u vaststellen dat er een kans van 90 procent is dat de gemiddelde leeftijd van de bevolking van vrouwen in de Verenigde Staten tussen de 42 en 44 zal zijn.