Konfidenzintervall Rechner
Berechnen Sie z- oder t-Konfidenzintervalle für einen Populationsmittelwert mit Fehlerbereich auf jedem Konfidenzniveau. Kostenloses Tool für statistische.
Ein Konfidenzintervall gibt einen Bereich plausibler Werte für einen unbekannten Populationsparameter an. '95% CI' bedeutet: Würden wir die Stichprobenziehung oft wiederholen, würden 95 % der auf diese Weise erstellten Intervalle den wahren Wert enthalten. Verwenden Sie t-Intervalle für Mittelwerte bei unbekannter Standardabweichung der Grundgesamtheit (meistens der Fall), z-Intervalle für sehr große Stichproben und die Wald-Formel für Anteile.
Wie das Intervall aufgebaut ist
Schätzwert ± kritischer Wert × Standardfehler.
Schätzwert — Ihr Stichprobenmittelwert oder Stichprobenanteil.
Standardfehler — die Standardabweichung des Schätzwerts. Für einen Stichprobenmittelwert gilt SE = s/√n; für einen Anteil gilt SE = √(p̂(1−p̂)/n).
Kritischer Wert — wie viele Standardfehler (SEs) man nach außen gehen muss, um das Ziel-Konfidenzniveau zu erreichen. Stammt aus den Tabellen für t (kleines n, unbekanntes σ) oder Normalverteilung (großes n oder bekanntes σ). Für 95 % liegt er bei etwa 1,96 für z und ist etwas größer für t.
Wann t vs. z für einen Mittelwert verwendet wird
Wenn Sie σ exakt kennen, verwenden Sie z. Dies kommt in der Praxis fast nie vor.
Wenn Sie σ aus der Stichprobe schätzen (unter Verwendung von s), verwenden Sie t mit df = n − 1. Die t-kritischen Werte sind größer als die z-kritischen Werte, was das Intervall korrekterweise verbreitert, um die Unsicherheit in s zu berücksichtigen.
Mit zunehmendem n nähert sich t dem z-Wert an. Ab n = 60 sind die beiden im Wesentlichen identisch; die Wahl spielt meist nur für n < 30 eine Rolle.
Rechenbeispiel — Durchschnittlicher Arbeitsweg
Umfrage unter 30 Pendlern: Mittelwert = 32 Minuten, s = 8 Minuten. 95% CI für den Populationsmittelwert?
SE = 8 / √30 ≈ 1,461.
t(0,975, df = 29) ≈ 2,045. Fehlermarge = 2,045 · 1,461 ≈ 2,99 Minuten.
95% CI: 32 ± 2,99 → (29,0, 35,0).
Interpretation: Wenn wir diese Umfrage oft wiederholen würden, würden etwa 95 % solcher Intervalle die wahre durchschnittliche Pendelzeit abdecken. Wir sagen NICHT, dass eine Wahrscheinlichkeit von 95 % besteht, dass der wahre Mittelwert in diesem spezifischen Intervall liegt (das wäre ein Bayessches Kredibilitätsintervall).
Konfidenzintervall für einen Anteilswert
Wald-Formel: p̂ ± z · √(p̂(1−p̂)/n). Funktioniert gut, wenn np̂ ≥ 10 und n(1−p̂) ≥ 10.
Grenzfälle (p̂ nahe 0 oder 1, kleines n) werden besser durch Wilson- oder Agresti-Coull-Intervalle abgedeckt. Das Wald-Intervall kann unter 0 fallen oder über 1 steigen, was unmöglich ist.
Beispiel: 240 von 400 Kunden sagen Ja (p̂ = 0,60). 95% Wald CI = 0,60 ± 1,96 · √(0,60·0,40/400) = 0,60 ± 0,048 = (0,552, 0,648).
Häufige Fehlerquellen
Die Aussage 'es besteht eine 95%-ige Chance, dass der Parameter in diesem Intervall liegt'. Der Parameter ist fix; das Intervall ist zufällig. Die 95 % beziehen sich auf die langfristige Erfassungsrate.
Verwendung eines Intervalls für kleine Stichproben, wenn die Daten stark schief verteilt sind. CIs setzen voraus, dass die Stichprobenverteilung des Mittelwerts annähernd normalverteilt ist — bei großem n gilt dies für jede Form, scheitert aber bei kleinen, schiefen Stichproben.
Verwechslung der CI-Breite mit der Effektstärke. Breitere Intervalle bedeuten lediglich mehr Unsicherheit; sie ändern den Punktschätzwert nicht.
Sich überschneidende Intervalle als 'kein Unterschied' behandeln. Zwei CIs können sich überschneiden und der Unterschied kann dennoch statistisch signifikant sein — verwenden Sie stattdessen ein CI für die Differenz.
Häufig gestellte Fragen
Warum ist der kritische Wert von 95% 1.96?
Weil Φ⁻¹(0.975) = 1.96 ist — 95% einer Standardnormalverteilung liegen zwischen −1.96 und +1.96.
Wie kann ich das Intervall reduzieren?
Ein größeres n (das Intervall reduziert sich um 1/√ n), ein geringeres Konfidenzniveau (95→90 verengt es) oder eine reduzierte Variabilität.
Was, wenn meine Daten nicht normalverteilt sind?
Konfidenzintervalle (KI) bei Mittelwerten sind robust für n ≥ 30 gemäß dem Zentralen Grenzwertsatz. Für kleine, schiefe Stichproben verwenden Sie Bootstrap oder transformieren Sie die Daten.
Ist das dasselbe wie ein Hypothesentest?
Eng verwandt. Ein 95%-Konfidenzintervall, das einen hypothetischen Wert ausschließt, ist äquivalent zur Ablehnung von H₀ bei α = 0.05 in einem zweiseitigen Test.
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