サンプルサイズ計算
信頼水準95%、標準偏差15、許容誤差±5なら必要なサンプルは35です。比率を±5%で推定するなら385人、母集団1,000人なら278人です。
使い方
- 体重や時間のような数値を測るなら「平均」、賛否のような割合を数えるなら「比率」を選びます。
- 信頼水準を選び、標準偏差(平均)または想定比率(不明なら50%)と許容誤差を入力します。
- 母集団が小さく大きさが分かるなら母集団サイズも入力します。逆に計算するには「誤差」を選び、手元のサンプルサイズを入力します。
計算方法
平均: n = (z · σ / E)²。σ は標準偏差、E は同じ単位の許容誤差です。
比率: n = z² · p(1 − p) / E²。p と E は小数で表します。p = 0.5 で n が最大になるので、見込みがなければ 0.5 を使います。
z は信頼水準 1 − α の両側臨界値 z = Φ⁻¹(1 − α/2) で、正規分布の逆関数から計算します(95% は 1.96、99% は 2.5758)。
有限母集団修正: n′ = n / (1 + (n − 1) / N)。標本が母集団 N のかなりの割合を占めるときに効きます。切り上げ前の n を使います。
サンプルサイズはすべて切り上げます。切り捨てると誤差が指定よりわずかに大きくなるためです。
サンプルから誤差を逆算: E = z · σ / √n(平均)または E = z · √(p(1 − p) / n)(比率)。N があれば √((N − n) / (N − 1)) を掛けます。
信頼水準ごとの臨界値
z は標準正規分布の逆関数から求め、NIST/SEMATECH e-Handbook の表と同じ値です。最後の列は比率50%、誤差±5%のサンプルサイズです。
| 信頼水準 | z | n(p = 50%、±5%) |
|---|---|---|
| 80% | 1.2816 | 165 |
| 85% | 1.4395 | 208 |
| 90% | 1.6449 | 271 |
| 95% | 1.9600 | 385 |
| 98% | 2.3263 | 542 |
| 99% | 2.5758 | 664 |
| 99.9% | 3.2905 | 1,083 |
母集団サイズ別のサンプルサイズ
信頼水準95%、p = 50% の場合です。母集団が小さいと修正で標本が大きく減り、10万を超えるとほぼ変わりません。
| 許容誤差 | N = 500 | N = 1,000 | N = 10,000 | N = 100,000 | 無限 |
|---|---|---|---|---|---|
| ±10% | 81 | 88 | 96 | 96 | 97 |
| ±5% | 218 | 278 | 370 | 383 | 385 |
| ±3% | 341 | 517 | 965 | 1,056 | 1,068 |
| ±2% | 414 | 707 | 1,937 | 2,345 | 2,401 |
| ±1% | 476 | 906 | 4,900 | 8,763 | 9,604 |
基準値との照合
- 平均、95%、σ = 15、E = 5: (1.95996 × 15 / 5)² = 34.57 → n = 35。
- 比率、95%、E = 5%: 1.95996² × 0.25 / 0.0025 = 384.15 → n = 385。多くの調査法の教科書に載っている値です。
- 母集団1,000: 384.15 / (1 + 383.15 / 1000) = 277.7 → n = 278。切り上げた385で修正すると279になり一致しません。
- z の値は NIST の表と小数9桁以上一致し、上の表のすべての行を自動テストで確認しています。
前提
単純無作為抽出と、正規分布に近い標本分布を仮定します。集落抽出や層別抽出ではデザイン効果を掛けてください。ごく小さな標本で平均を推定する場合、t 値を使うと n がやや大きくなります。
よくある質問
信頼水準95%、誤差5%なら何人必要ですか?
比率が分からない場合(p = 0.5)は385人です。母集団が1,000人なら278人、10,000人なら370人に減ります。
標準偏差はどこから得ますか?
予備調査、先行研究、過去のデータから取ります。範囲しか分からなければ範囲÷4 がよく使われる目安です。σ を大きめにすると標本も大きくなり安全です。
比率が分からないとき、なぜ50%を使うのですか?
p(1 − p) は p = 0.5 で最大になるため、50% が最も大きなサンプルサイズを与えます。真の比率がいくつでもその標本で足ります。
母集団サイズはいつ入力しますか?
大きさが分かっていて、標本が母集団の5%程度を超えるときです。母集団が大きいか不明なら空欄のままで構いません。修正はほとんど効きません。
回収率は考慮されますか?
いいえ。結果は必要な有効回答数です。想定回収率で割ると配布数になります。例: 385 ÷ 0.4 ≈ 963。
なぜ切り上げるのですか?
34 では誤差が指定より少し広くなるので、常に次の整数に切り上げます。