假设检验 · α · β · 统计检验力(Power)交互演示

用两条正态分布曲线,直观理解「第一类错误、第二类错误、统计检验力、临界值、样本量、效应量」之间的此消彼长。

本页面为了帮助理解,使用「右尾单侧检验」进行演示。
抽象设定:H₀:没有效果 · H₁:存在正向效果(效应为正,落在右侧)。
心理学例子:H₀:某心理干预没有改善焦虑 | H₁:某心理干预改善了焦虑(得分越高=改善越明显,属右尾检验)。图形本身可抽象成两个总体分布。
α = 第一类错误 :H₀ 其实是真的,但我们错误地拒绝了 H₀(0.050)
β = 第二类错误 :H₀ 其实是假的,但我们没有拒绝 H₀(0.361)
Power = 统计检验力 :H₀ 其实是假的,而且我们成功拒绝了 H₀(0.639)

拖动滑块观察变化

显著性水平 α α = 0.05

α ↓ → 临界值更严格 → β ↑ → Power ↓ | α ↑ → 临界值更宽松 → β ↓ → Power ↑

样本量 n n = 100

样本量 n ↑ → 标准误 SE ↓ → 分布更窄 → 更容易区分 H₀ 和 H₁ → Power ↑

效应量 d d = 0.20

效应量 d ↑ → H₁ 离 H₀ 更远 → β ↓ → Power ↑

实时数据面板

显著性水平α = 0.05
样本量n = 100
效应量d = 0.20
标准误SE = 0.100
临界值0.164
第二类错误β = 0.361
统计检验力Power = 0.639
Power = 1 − β
0.639 = 1 − 0.361

四格结果

实际 H₀ 为真实际 H₀ 为假
拒绝 H₀❌ 第一类错误 α✅ Power(正确拒绝)
不拒绝 H₀✅ 正确(1 − α)❌ 第二类错误 β

「拒绝 / 不拒绝 H₀」是我们的决定;「H₀ 为真 / 为假」是真实世界的状态。二者是两件不同的事——我们无法直接看到真实状态,只能依据数据做决定。

火灾报警器类比

把假设检验想成火灾报警器:

  • H₀ = 没有火灾 · H₁ = 有火灾
  • 拒绝 H₀ = 报警器响了 · 不拒绝 H₀ = 报警器没响
  • 没有火灾 + 报警器响 = α(误报)
  • 有火灾 + 报警器没响 = β(漏报)
  • 有火灾 + 报警器响 = Power(成功发现火灾)
本页使用的数学模型(点击展开)
H₀:X ~ N(0, SE²) · H₁:X ~ N(d, SE²)
SE = 1 / √n
临界值 = z(1 − α) × SE
α = P(X > 临界值 | H₀) (= 显著性水平)
β = P(X ≤ 临界值 | H₁)  (第二类错误)
Power = P(X > 临界值 | H₁) = 1 − β