検出力分析を使用して研究に必要なサンプルサイズを計算します。t検定、分散分析、相関、カイ二乗、比率検定に対応しています。
標本サイズ計算(検定力分析、power analysis)は、研究において意味のある 効果を検出するために必要な最小参加者数を決定するプロセスです。これは 研究計画の必須ステップであり、参加者が少なすぎると実際の効果を見逃す リスクがあり(第2種の誤り)、多すぎると時間と資源を浪費することに なります。ほとんどのIRB(倫理審査委員会)および研究助成機関は、 研究計画書の一部として正式な検定力分析を要求しています。
すべての検定力分析は4つの相互に関連するパラメータを含みます。3つが わかれば残りの1つを求めることができます。実際には、研究者は有意水準、 検定力、効果量を固定し、標本サイズ(N)を求めることが最も一般的です。
1. 効果量 (d, f, r, または w)
検出したい効果の予想される大きさです。効果が大きいほど必要な参加者数 は少なくなります。t検定にはCohen's d、ANOVAにはCohen's f、 相関分析にはr、カイ二乗検定にはCohen's wを使用します。 予想効果量がわからない場合は慣例的基準(小、中、大)を活用して ください。
2. 有意水準 (α)
第1種の誤りの確率 — 帰無仮説が実際に真であるときにそれを 棄却する確率(偽陽性)です。慣例的な水準は α = .05であり、 これは有意と誤って宣言する確率が5%であることを意味します。
3. 統計的検定力 (1 - β)
実際の効果を正しく検出する確率 — 第2種の誤り(偽陰性)を 避ける確率です。慣例的な最小値は.80(80%)であり、効果が実際に 存在する場合にそれを発見する確率が80%であることを意味します。 一部の分野では.90以上が推奨されています。
4. 標本サイズ (N)
必要な総参加者数です。通常これが求めたい未知数です。参加者が多い ほど検定力は高くなりますが、コストと時間も増加します。
Jacob Cohen(1988)は、小・中・大の効果量に対する広く使用される基準を 確立しました。先行研究やパイロットデータがなく予想効果を推定しにくい場合 にこの基準を活用してください。
| 検定 | 指標 | 小(Small) | 中(Medium) | 大(Large) |
|---|---|---|---|---|
| t検定 | Cohen's d | 0.20 | 0.50 | 0.80 |
| ANOVA | Cohen's f | 0.10 | 0.25 | 0.40 |
| 相関分析 | r | 0.10 | 0.30 | 0.50 |
| カイ二乗検定 | Cohen's w | 0.10 | 0.30 | 0.50 |
| 比率検定 | Cohen's h | 0.20 | 0.50 | 0.80 |
ある研究者が2つの教授法のテストスコアを比較したいと考えています。 先行研究に基づき、中程度の効果量(Cohen's d = 0.50)を 予想しています。α = .05、検定力 = .80に設定します。
パラメータ
結果
必要標本サイズ:N = 128(群あたり64名)
独立標本t検定のための検定力分析を、効果量 d = 0.50、 α = .05、検定力 = .80の条件で実施した。必要標本サイズはN = 128(群あたり64名)であった。
検定力分析は論文の参加者または方法セクションに記載してください。検定 タイプ、効果量、有意水準、目標検定力、そして結果の標本サイズを明示します。
t検定の例
独立標本t検定に対する事前検定力分析をStatMateを使用して 実施した(Cohen's d = 0.50, α = .05, 検定力 = .80)。必要最小標本サイズは N = 128(群あたり64名)と 決定された。
ANOVAの例
4群の一元配置分散分析に対する検定力分析をCohen'sf = 0.25(中程度の効果)、α = .05、検定力 = .80の 条件で実施した。必要最小標本サイズは N = 180(群あたり 45名)であった。
StatMateの標本サイズ計算は、jStatライブラリの正確なz値を使用する 標準正規近似法を適用しています。t検定の場合、公式は n = (zα/2 + zβ)2 × 2 / d2です。達成検定力(achieved power)は計算された標本サイズを使用して 逆算されます。結果はG*PowerおよびRのpwrパッケージと比較検証されています。
t検定
2群の平均値を比較
分散分析
3群以上の平均値を比較
カイ二乗検定
カテゴリ変数の関連を検定
相関分析
関係の強さを測定
記述統計
データを要約
1標本t検定
既知の値との比較
マン・ホイットニーU
ノンパラメトリック群間比較
ウィルコクソン検定
ノンパラメトリック対応検定
回帰分析
X-Yの関係をモデル化
重回帰分析
複数の予測変数
クロンバックのα
尺度の信頼性
ロジスティック回帰
二値アウトカムの予測
因子分析
潜在因子構造の探索
クラスカル・ウォリス
ノンパラメトリック3群以上比較
反復測定
被験者内分散分析
二元配置分散分析
要因計画の分析
フリードマン検定
ノンパラメトリック反復測定
フィッシャーの正確検定
2×2表の正確検定
マクネマー検定
対応のある名義データの検定
データを入力して「計算」をクリックしてください
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