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공학 과학기술 계산/수학 통계

표본 크기(Sample Size) 계산

by MetalSoft 2024. 1. 21.

설문조사에 적합한 표본 크기를 결정하여야 하는 변수는 모집단 규모(Population Size), 오차한계(Margin of Error), 신뢰수준(Confidence Level), 표준편차(standard deviation) 이다.

 

일반적으로 모집단이 클수록 정확한 결과를 생성하려면 더 큰 표본이 ​​필요합니다.

 

오차한계는 결과에서 허용할 수 있는 잠재적인 변동 수준으로 오차한계가 낮을수록 더 높은 표본 크기가 필요하다. 예를 들어, 5% 오차한계를 지정하면 설문조사 응답의 95%가 실제 모집단 값의 5% 내에 속해야 합니다.

 

신뢰수준은 표본 크기가 대상 모집단을 정확하게 나타낼 확률이며, 설문조사 결과에 대해 얼마나 확신하는지를 나타내는 척도이다. 신뢰수준이 높을수록 데이터가 더 정확하다.

 

표준편차는 개별 데이터가 평균값에서 얼마나 멀리 떨어져 있는지를 설명하는 통계적 척도이다. 이 값은 실제 조사에서는 계산하기 어렵기 때문에 최악의 시나리오 비율인 0.5(50%)를 선택한다.

 

z-점수(z-score)개별 데이터가 평균값에서 표준편차의 몇 배만큼 떨어져 있는지 나타내는 통계적 척도이다. z-점수가 높을수록 표본 크기가 대상 모집단을 더 정확하게 나타낸다. 신뢰수준에서 구한 z-점수는 아래 표와 같다.

 

표 1. z-score 값

 

모집단 규모가 결정되지 않거나 무제한인 경우 아래 공식을 사용하여 샘플 크기를 계산한다.

(1) Sample 크기, S = Z2 * P * (1-P) / E2

 

더 작은 모집단에 대한 표본 크기를 식별하려는 경우 위 공식을 아래와 같이 수정할 수 있다.

(2) S = S / [ 1+ (S-1)/N ]

 

여기서,

Z : z-점수

P : 표준편차

E : 오차한계 (%)

N : 모집단 크기

이다.

 


신뢰수준 (%) :

오차한계 (%) :

모집단 크기 :

     

샘플 크기 :

 

위의 계산은 (식 2)를 통해 계산한 값이다. 표준편차는 최악의 시나리오 비율인 0.5(50%)를 적용하였다.