開啟導覽
開啟開啟工作區

市場研究工具 · 指南 · 卡方檢定

期望次數小於 5 怎麼辦?

SPSS 幾乎在每張小型交叉表下方都會寫:「… 格的期望個數少於 5。」本指南說明這個門檻為什麼存在、什麼時候真的要緊,以及有哪些替代方法。

01

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
02

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。
03

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。

觀察次數(括號內為期望次數)
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301040

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。

參考資料

延伸閱讀

  • Cochran, W. G. (1954). Some methods for strengthening the common χ² tests. Biometrics, 10(4), 417–451.

  • Agresti, A. (2013). Categorical Data Analysis, 3rd ed. Wiley.

  • Wikipedia: Fisher's exact test

常見問題

常見問題

有一格期望次數小於 5,還能做卡方檢定嗎?

通常可以。依 Cochran 準則,只要沒有低於 1 的期望次數,且低於 5 的儲存格不超過 20%,檢定就可以接受。但在 2×2 表中,一格就占了四分之一,這時 Fisher 精確檢定是更好的選擇。

這個準則看的是觀察次數還是期望次數?

只看期望次數。觀察次數是 0 或 2 本身不是問題。決定卡方近似好壞的是 E = 列合計 × 欄合計 ÷ 總數。

小樣本時 Fisher 精確檢定一定比較好嗎?

對期望次數偏小的 2×2 表,它不需近似,是標準做法。較大的表則可用 Fisher–Freeman–Halton 精確檢定或 Monte Carlo 法的 p 值達到同樣目的。

SPSS 的附註到底是什麼意思?

SPSS 在「卡方檢定」表下方列出期望個數少於 5 的儲存格數與比例,以及最小期望個數。請用 Cochran 準則檢查這些數字;若是 2×2 表,請看 Fisher 精確檢定那一列。

Yates 連續性校正有幫助嗎?

幫助有限。它常被當成小型 2×2 表的解法,但通常校正過度,讓檢定偏保守。Fisher 精確檢定是更乾淨的替代方案。

小表格就用精確檢定

把 2×2 表輸入 Fisher 精確檢定計算器,取得 p 值、勝算比與信賴區間。卡方檢定計算器則會列出每一格的期望次數。

· 英文版