為什麼門檻是 5
卡方檢定比較觀察次數與期望次數,再以卡方分布評估其總和。這是大樣本的近似:儲存格次數是整數,分布卻是連續的。期望次數越小,近似越差,p 值可能明顯偏小或偏大。
這個準則看的是期望次數。儲存格的觀察次數是 0 或 2 本身並沒有問題,關鍵在於 E = 列合計 × 欄合計 ÷ 總數,近似的好壞取決於它。SPSS 的附註同樣是指期望次數。
公式
E = 列合計 × 欄合計 ÷ 總數
- 其中
- E
- 兩個變數獨立時,該儲存格應有的次數
- 總數
- 樣本數 n
Cochran 準則
常用的經驗法則來自 William G. Cochran(1954):只要沒有期望次數低於 1 的儲存格,且期望次數低於 5 的儲存格不超過 20%,卡方檢定就可以接受。在較大的表中,單一儲存格略低於 5 很少讓檢定失效。
2×2 表的要求更嚴格:只要一格低於 5,就已經占全部儲存格的 25%。2×2 表最好所有期望次數都至少為 5,否則 Fisher 精確檢定是標準選擇。
- 沒有期望次數低於 1 的儲存格。
- 期望次數低於 5 的儲存格不超過 20%。
- 2×2 表:所有期望次數至少為 5。
可以怎麼處理
適合的處理方式取決於表的大小與研究問題。是否合併類別,請在看到哪種組合會顯著之前就決定。
- 2×2 表:報告 Fisher 精確檢定。它直接由超幾何分布計算 p 值,不需要近似。
- 依內容合理合併次數稀少的類別,例如把「非常不同意」與「不同意」合併,但不要併入「普通」。
- 較大的表:使用精確檢定(Fisher–Freeman–Halton)或 Monte Carlo 法的 p 值。Crosstabs 工作區在有期望次數低於 5 時會計算 Fisher–Freeman–Halton 檢定,若完整列舉太耗時,則改用固定種子的 Monte Carlo 估計。
- 蒐集更多資料:期望次數會隨樣本增加。否則請在研究限制中說明。
- 忽略警告或刪除礙事的個案:在顯著門檻附近,近似誤差的影響最大,而刪除觀察值會扭曲表格。
- 把 Yates 連續性校正當萬靈丹:它通常校正過度,使檢定偏保守。
計算範例
計算範例:不同方案的續約情形
我們詢問 40 位顧客是否續訂,並依方案區分。邊際合計為列 24 與 16,欄 30 與 10。
「解約 × 進階方案」的期望次數為 16 × 10 ÷ 40 = 4.0。因此 4 格中有 1 格低於 5,在 2×2 表中占 25%,卡方近似值得懷疑。這一格的觀察次數與判斷無關。
在這個範例中,觀察次數與期望次數甚至完全相同:χ² = 0.00,p = 1.000,Fisher 精確檢定同樣得到 p = 1.000,完全沒有關聯的跡象。即便如此,仍請報告 Fisher 檢定;不是因為結果,而是因為對這張表來說它才是正確的方法。
| 基本方案 | 進階方案 | 合計 | |
|---|---|---|---|
| 續約 | 18(18.0) | 6(6.0) | 24 |
| 解約 | 12(12.0) | 4(4.0) | 16 |
| 合計 | 30 | 10 | 40 |
英文版指南的範例資料(40 位受訪者),並非真實調查。期望次數、χ² 與 Fisher 檢定以 Crosstabs 的計算引擎算出。