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リサーチツール · 有意差検定

2 つの比率の z 検定

独立した 2 つの標本の割合やコンバージョン率の差が標本誤差を超えているかを判定し、次のテストに必要なサンプルサイズを計画します。

2 つの比率をオンラインで比較

各グループの該当数とサンプルサイズ(または割合と n)を入力し、両側か片側かを選びます。調査データファイルを開いて 2 グループを直接比べることもでき、ファイルはブラウザーの外に出ません。

各グループの入力方法
グループ A(対照・基準)
グループ B(テスト・比較)

有意水準 α = 0.05。区間はこの水準の両側区間です。

または調査データファイルの 2 グループを比較

設問、該当とみなす回答、2 グループを分ける列を選びます。ウェイトなしの人数で計算し、ファイルはこのタブの外に出ません。

CSV、Excel、SPSS、Stata、SAS、R、Parquet、SQLite、JSON に対応しています。ファイルはこのブラウザータブ内で読み込まれ、アップロードされることはありません。 Triple-S の場合は、.sss または .xml のメタデータファイルとデータファイルを一緒に選択してください。

差 B − A

+3.0 ポイント

信頼水準 95% で統計的に有意(p = .050):標本誤差だけで通常生じる以上の差です。

A = 12.0% · B = 15.0%

z = (p_B − p_A) / √(p̄(1 − p̄)(1/n_A + 1/n_B)) = 0.0300 / 0.0153 = 1.963

検定結果

2 つの比率の z 検定の結果
統計量値
割合 A12.00% (120/1000)
割合 B15.00% (150/1000)
差 B − A+3.00 ポイント
併合した割合13.50%
z(併合標準誤差)1.963
p 値(z 検定) · 両側:B ≠ Ap = .050
χ² = z²(自由度 1、連続性補正なし)3.854 · p = .050
差の信頼区間 — 非併合 Wald 法 (95%)+0.01 ポイント … +5.99 ポイント
差の信頼区間 — Newcombe ハイブリッドスコア(Wilson) (95%)+0.00 ポイント … +6.00 ポイント
相対リフト(B ÷ A − 1)+25.0%
Cohen の h0.088 (ごく小さい)
Fisher の正確検定の p 値 · 両側:B ≠ Ap = .058

併合 z 検定と 2×2 表の Pearson のカイ二乗検定は同じ検定です:連続性補正なしで z² = χ² となり、両側 p 値も一致します。

目標とする差の検出力とサンプルサイズ

次回調査の計画や、この検定が関心のある差を検出できたかの確認に使います。上で選んだ信頼水準と対立仮説を使います。

%
ポイント

12.0% から 15.0% へ。

%
検出力とサンプルサイズ
1 グループあたりの必要 n — 正規近似(Fleiss)、サンプルサイズ計算と同じ方法2,036
1 グループあたりの必要 n — 連続性補正あり2,102
1 グループあたりの必要 n — 逆正弦 / Cohen の h(statsmodels NormalIndPower)2,031
Cohen's h0.088
現在のサンプルの検出力(n = 1000 と 1000)50.2%

グループの大きさが異なる場合や比較が複数ある場合は、 サンプルサイズ計算をお使いください。

01

検定には併合、区間には非併合の標準誤差

帰無仮説では 2 グループの割合が等しいとするので、検定統計量は併合した割合で標準誤差を計算します。信頼区間は観測された差を表すもので、最も簡単な形では非併合の標準誤差を使います(Wald 区間)。

サンプルが小さいときや割合が極端なときは、2 つの Wilson 区間を組み合わせた Newcombe のハイブリッドスコア区間のほうが適切です。この計算ツールは両方を表示します。期待度数が 5 未満のセルがある場合は、Fisher の正確検定の p 値を報告してください。

  • x、n:各グループの該当数とサンプルサイズ、p = x ÷ n。p̄ = (x_A + x_B) ÷ (n_A + n_B)。
  • z² は 2×2 表の Pearson の χ²(連続性補正なし、自由度 1)。
  • Cohen の h = 2·asin√p_B − 2·asin√p_A(0.2 小、0.5 中、0.8 大)。相対リフト = p_B ÷ p_A − 1。
02

計算例(合成データ)

スナックブランドの合成トラッキングデータ(プログラムで生成したサンプルで、実在の回答者ではありません)では、18–34 歳(グループ B)の 203 人中 115 人がライム&チリ味の購入意向トップ 2 で 56.7%、55 歳以上(グループ A)は 179 人中 51 人で 28.5% です。

差は 28.2 ポイント、併合した割合は 43.5%、z = 5.54、p < .001(χ² = 30.70)です。差の 95% Newcombe 信頼区間は 18.3〜37.2 ポイント、相対リフトは +99%、Cohen の h = 0.58 です。

同じ基準値 28.5% から 5 ポイントの小さな差を、検出力 80%・α = 0.05(両側)で検出するには、1 グループあたり約 1,342 人が必要です。

03

2 つのグループは独立でなければならない

この検定は、両方のグループに属する回答者がいないことを前提にしています。

  • 調査の 2 つのサブグループ(女性と男性)や、A/B テストの 2 つのバリエーションを比べる。
  • 次回調査や次のテストのサンプルサイズを計画する。
  • サブグループとそれを含む全体の比較には使わない:「それ以外の人」と比べます。
  • 同じ人の 2 つの回答や、同じ標本を 2 回測ったデータには使わない:McNemar 検定を使います。
  • 3 グループ以上や 3 カテゴリー以上には使わない:カイ二乗検定を使います。
04

結果の読み方

p 値が α より小さいとは、母集団の割合が等しいならこれほど大きな差はめったに生じない、という意味です。信頼区間で差の大きさのもっともらしい範囲を、Cohen の h で実務上の意味を判断してください。サンプルが非常に大きいと、ごく小さな差でも有意になります。片側検定はデータを見る前に決め、A/B テストを p < 0.05 になった時点で止めないでください。何度も途中経過を見ると偽陽性率が上がります。

参考文献

参考文献・関連資料

  • Newcombe, R. G. (1998). Interval estimation for the difference between independent proportions: comparison of eleven methods. Statistics in Medicine, 17(8), 873–890.

  • Fleiss, J. L., Levin, B., & Paik, M. C. (2003). Statistical Methods for Rates and Proportions (3rd ed.). Hoboken, NJ: Wiley.

  • Cohen, J. (1988). Statistical Power Analysis for the Behavioral Sciences (2nd ed.). Hillsdale, NJ: Lawrence Erlbaum.

  • statsmodels — proportions_ztest
  • SciPy — scipy.stats.fisher_exact

よくある質問

よくある質問

2 つの比率の z 検定とカイ二乗検定は同じですか?

2 グループで「はい/いいえ」の結果なら同じです。併合 z 検定と 2×2 表の Pearson のカイ二乗検定は z² = χ² の関係にあり、Yates の補正を使わなければ両側 p 値も一致します。z 検定は向きを持つので片側検定もできます。

Fisher の正確検定を使うのはどんなときですか?

2×2 表の期待度数に 5 未満のものがあるとき、たとえばサンプルが小さいときやまれな事象のときです。Fisher の検定は正確ですがやや保守的で、p 値は z 検定より少し大きくなるのが普通です。

同じ設問の 2 つの割合を比べてもよいですか?

回答者が異なる場合(同じ設問への女性と男性の回答など)はかまいません。同じ人の 2 つの回答や、サブグループと全体の比較では使えません。標本が重なっているため標準誤差が正しくありません。

併合と非併合の標準誤差の違いは何ですか?

併合標準誤差は割合が等しいという帰無仮説を前提にしており、検定に使います。非併合標準誤差は各グループの割合を使って観測された差を表し、Wald 区間に使います。

A/B テストには 1 グループ何人必要ですか?

基準のコンバージョン率、意味のある最小の差、α、検出力によって決まります。このページの検出力の部分を使ってください。たとえば 10% から 12% への改善を α = 0.05・検出力 80% で検出するには、1 グループあたり数千人が必要です。差が大きいほど必要数は減ります。

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