북마크    
근의 공식    
원 계산기    
타원 넓이    
구의 부피    
캡슐 부피    
ROI 계산기    
IRR 계산기    
GDP 계산기    
CTR 계산기    
LTV 계산기    
CAC 계산기    
BMI 계산기    
1RM 계산기    
진법 변환    
급여 환산    
   추가
확률과 무작위 계산기
독립사건 확률
독립사건 확률
두 사건 확률 역산
두 사건 확률 역산
반복 시행의 확률
반복 시행의 확률
조건부확률·베이즈
조건부확률·베이즈
기댓값 계산기
기댓값 계산기
이항분포 계산기
이항분포 계산기
순열·조합
순열·조합
원순열·염주순열
원순열·염주순열
중복순열·중복조합
중복순열·중복조합
난수 생성기
난수 생성기
평균과 통계 계산기
평균 계산기
평균 계산기
대푯값 계산기
대푯값 계산기
표준편차 계산기
표준편차 계산기
사분위수 계산기
사분위수 계산기
도수분포표 계산기
도수분포표 계산기
상관계수 계산기
상관계수 계산기
정규분포 확률
정규분포 확률
z점수 계산기
z점수 계산기
신뢰구간 계산기
신뢰구간 계산기
표본 크기 계산기
표본 크기 계산기
표지 재포획법
표지 재포획법
p값 계산기
p값 계산기
비율과 백분율 계산기
퍼센트 계산기
퍼센트 계산기
증감률 계산기
증감률 계산기
퍼센트 차이
퍼센트 차이
오차율 계산기
오차율 계산기
비례식 계산기
비례식 계산기
할인율 계산기
할인율 계산기
부가세 계산기
부가세 계산기
마진율 계산기
마진율 계산기
속력 계산기
속력 계산기
속력 계산기
밀도와 농도 계산기
밀도 계산기
밀도 계산기
몰 농도 계산기
몰 농도 계산기
분자량·몰 질량
분자량·몰 질량
물리와 전기 계산기
옴의 법칙 계산
옴의 법칙 계산
와트·암페어 변환
와트·암페어 변환
저항 색 코드
저항 색 코드
전압강하 계산
전압강하 계산
단위 변환 계산기
평 ↔ m² 환산
평 ↔ m² 환산
무게 단위 변환
무게 단위 변환
신발 사이즈 변환
신발 사이즈 변환
정수와 양수·음수 계산기
나눗셈 세로셈
나눗셈 세로셈
최소공배수
최소공배수
최대공약수
최대공약수
양수 음수 계산기
양수 음수 계산기
소인수분해
소인수분해
일차부정방정식
일차부정방정식
나머지 계산기
나머지 계산기
약수 계산기
약수 계산기
로마 숫자 변환
로마 숫자 변환
분수·소수와 어림하기 계산기
분수 계산기
분수 계산기
대분수 계산기
대분수 계산기
약분 계산기
약분 계산기
분수 → 소수 변환
분수 → 소수 변환
소수 → 분수 변환
소수 → 분수 변환
반올림 계산기
반올림 계산기
방정식과 부등식 계산기
일차방정식 계산기
일차방정식 계산기
연립방정식 계산기
연립방정식 계산기
근의 공식
근의 공식
절댓값 방정식
절댓값 방정식
이차부등식 계산기
이차부등식 계산기
다항식과 전개 계산기
이항정리 계산기
이항정리 계산기
제곱근과 거듭제곱근 계산기
근호 계산기
근호 계산기
거듭제곱근 계산
거듭제곱근 계산
지수와 로그 계산기
거듭제곱 계산기
거듭제곱 계산기
로그 계산기
로그 계산기
상용로그와 자릿수
상용로그와 자릿수
과학적 표기법
과학적 표기법
과학적 표기법 계산
과학적 표기법 계산
반감기 계산기
반감기 계산기
복소수 계산기
복소수 계산기
복소수 계산기
복소수 극형식
복소수 극형식
드무아브르 정리
드무아브르 정리
함수와 그래프 계산기
기울기 계산기
기울기 계산기
일차함수 계산기
일차함수 계산기
정비례·반비례
정비례·반비례
이차함수 계산기
이차함수 계산기
두 점 사이의 거리
두 점 사이의 거리
3차원 거리 계산
3차원 거리 계산
내분점·외분점
내분점·외분점
점과 직선의 거리
점과 직선의 거리
위도·경도 거리
위도·경도 거리
완전제곱식 계산기
완전제곱식 계산기
원의 방정식 계산기
원의 방정식 계산기
이차곡선 계산기
이차곡선 계산기
극좌표 변환 계산기
극좌표 변환 계산기
수열 계산기
등차수열 계산기
등차수열 계산기
등비수열 계산기
등비수열 계산기
피보나치 수열
피보나치 수열
점화식 계산기
점화식 계산기
벡터 계산기
벡터 계산기
벡터 계산기
외적 계산기
외적 계산기
행렬 계산기
행렬 계산기
행렬 계산기
행렬식 계산기
행렬식 계산기
역행렬 계산기
역행렬 계산기
평면도형 계산기
삼각비 계산기
삼각비 계산기
도 ⇔ 라디안 변환
도 ⇔ 라디안 변환
삼각함수의 합성
삼각함수의 합성
삼각형 계산기
삼각형 계산기
삼각형 넓이 계산기
삼각형 넓이 계산기
직각삼각형 계산
직각삼각형 계산
피타고라스 정리
피타고라스 정리
다각형의 내각·외각
다각형의 내각·외각
닮음비·넓이·부피
닮음비·넓이·부피
평행선과 각
평행선과 각
직사각형의 넓이
직사각형의 넓이
평행사변형 넓이
평행사변형 넓이
사다리꼴 넓이
사다리꼴 넓이
원 계산기
원 계산기
부채꼴 넓이
부채꼴 넓이
원주각 계산기
원주각 계산기
타원 넓이
타원 넓이
입체도형 계산기
정육면체 부피
정육면체 부피
정육면체 겉넓이
정육면체 겉넓이
직육면체 부피
직육면체 부피
직육면체 겉넓이
직육면체 겉넓이
원기둥 부피
원기둥 부피
원기둥 겉넓이
원기둥 겉넓이
구의 부피
구의 부피
구의 겉넓이
구의 겉넓이
구결의 부피
구결의 부피
구관의 넓이
구관의 넓이
타원체의 부피
타원체의 부피
타원체의 겉넓이
타원체의 겉넓이
사각뿔의 부피
사각뿔의 부피
사각뿔의 겉넓이
사각뿔의 겉넓이
원뿔의 부피
원뿔의 부피
원뿔의 겉넓이
원뿔의 겉넓이
원뿔대의 부피
원뿔대의 부피
원뿔대의 겉넓이
원뿔대의 겉넓이
파이프 부피
파이프 부피
캡슐 부피
캡슐 부피
캡슐 겉넓이
캡슐 겉넓이
날짜와 시간 계산기
만 나이 계산기
만 나이 계산기
일수 계산기
일수 계산기
며칠 후·전 날짜
며칠 후·전 날짜
몇 시간 후·전 계산
몇 시간 후·전 계산
요일 계산기
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시간 더하기 빼기
시간 더하기 빼기
시차 계산기
시차 계산기
근무시간 계산기
근무시간 계산기
시간 차이 계산기
시간 차이 계산기
근무시간 계산기
근무시간 계산기
금융과 경제 계산기
복리 계산기
복리 계산기
단리 계산기
단리 계산기
이자 계산기
이자 계산기
재무용 계산기
재무용 계산기
현재가치 계산기
현재가치 계산기
미래가치 계산기
미래가치 계산기
ROI 계산기
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IRR 계산기
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회수기간 계산기
회수기간 계산기
평균 수익률 계산기
평균 수익률 계산기
GDP 계산기
GDP 계산기
웹 마케팅·광고 지표 계산기
CTR 계산기
CTR 계산기
전환율 계산기
전환율 계산기
CPC·CPM·CPA 계산
CPC·CPM·CPA 계산
ROAS 계산기
ROAS 계산기
손익분기 CPA
손익분기 CPA
LTV 계산기
LTV 계산기
CAC 계산기
CAC 계산기
이탈률 계산기
이탈률 계산기
A/B 테스트 유의성
A/B 테스트 유의성
A/B 표본 크기
A/B 표본 크기
SEO 유입 예측
SEO 유입 예측
손익분기점 계산기
손익분기점 계산기
마진율·마크업률
마진율·마크업률
CAGR 계산기
CAGR 계산기
건강과 피트니스 계산기
BMI 계산기
BMI 계산기
수면 주기 계산기
수면 주기 계산기
칼로리 계산기
칼로리 계산기
기초대사량 계산기
기초대사량 계산기
TDEE 계산기
TDEE 계산기
표준체중 계산기
표준체중 계산기
체지방률 계산기
체지방률 계산기
제지방량 계산기
제지방량 계산기
칼로리 소모 계산기
칼로리 소모 계산기
단백질 계산기
단백질 계산기
탄단지 계산기
탄단지 계산기
탄수화물 계산기
탄수화물 계산기
지방 섭취량 계산기
지방 섭취량 계산기
예상키 계산기
예상키 계산기
스포츠 계산기
골프 핸디캡
골프 핸디캡
페이스 계산기
페이스 계산기
1RM 계산기
1RM 계산기
목표심박수 계산기
목표심박수 계산기
날씨 계산기
열지수 계산기
열지수 계산기
겨울 체감온도
겨울 체감온도
이슬점 계산기
이슬점 계산기
컴퓨터 계산기
진법 변환
진법 변환
서브넷 계산기
서브넷 계산기
다운로드 시간 계산
다운로드 시간 계산
가계와 공과금 계산기
가전 전기요금
가전 전기요금
전기요금 계산기
전기요금 계산기
연간 kWh→전기요금
연간 kWh→전기요금
에어컨 평형 계산
에어컨 평형 계산
에어컨 전기요금
에어컨 전기요금
난방 전기요금 비교
난방 전기요금 비교
가스 vs 전기 요금
가스 vs 전기 요금
LED 교체 절약액
LED 교체 절약액
급여 환산
급여 환산
가계 수지 계산
가계 수지 계산
자동차 계산기
주유비 계산기
주유비 계산기
전기차 충전 요금
전기차 충전 요금
전기차 vs 휘발유차
전기차 vs 휘발유차
연비 계산기
연비 계산기
타이어 사이즈 계산
타이어 사이즈 계산
태양광 발전과 에너지 저장 계산기
태양광 발전량
태양광 발전량
태양광 패널 장수
태양광 패널 장수
태양광 회수기간
태양광 회수기간
ESS 용량·사용 시간
ESS 용량·사용 시간
집과 DIY 계산기
타일 수량 계산
타일 수량 계산
계단 치수 계산
계단 치수 계산
콘크리트 물량
콘크리트 물량
벽·천장·바닥 면적
벽·천장·바닥 면적
벽지 계산기
벽지 계산기
페인트 계산기
페인트 계산기
마루 계산기
마루 계산기
외벽 면적 계산
외벽 면적 계산
자갈 계산기
자갈 계산기
몰탈 배합 계산
몰탈 배합 계산
경사도 계산
경사도 계산
목재 재단 계산
목재 재단 계산
건폐율·용적률
건폐율·용적률
장판 필요량
장판 필요량
단열재 필요량
단열재 필요량
커튼 사이즈
커튼 사이즈
TV 크기·시청 거리
TV 크기·시청 거리
흙·배양토 필요량
흙·배양토 필요량
잔디 평수·장수
잔디 평수·장수
블록 담장 수량
블록 담장 수량
벽돌 필요 장수
벽돌 필요 장수
데크 자재 계산
데크 자재 계산
경사로 길이
경사로 길이
피스 가이드 홀
피스 가이드 홀
필요 환기량
필요 환기량
페인트 희석
페인트 희석
걸레받이 계산기
걸레받이 계산기
블라인드 사이즈
블라인드 사이즈
액자 거는 높이
액자 거는 높이
배수 구배·높이차
배수 구배·높이차
피스 수량 계산
피스 수량 계산
목재 재 계산
목재 재 계산
펜스 자재 계산
펜스 자재 계산
목재 수축량 계산
목재 수축량 계산
실리콘 필요량
실리콘 필요량
방 열손실 계산기
방 열손실 계산기
가구 반입 계산기
가구 반입 계산기
이사 박스 개수
이사 박스 개수
수납 용량 계산기
수납 용량 계산기
합판 재단 계산기
합판 재단 계산기
선반 처짐 계산
선반 처짐 계산

신뢰구간 계산기(모평균의 구간추정)

표본의 크기, 표본평균, 표준편차, 신뢰수준을 입력하세요. 모평균의 신뢰구간(하한·상한)과 오차 범위, 주요 신뢰수준의 표를 계산합니다.

표준편차에는 모집단의 표준편차 σ(알고 있을 때)를 입력합니다. 모를 때도 표본이 충분히 크면(기준 30 이상) 표본으로 구한 표준편차로 대신할 수 있습니다. 신뢰수준은 %의 숫자로 입력하세요(예: 95%라면 95).
계산 결과·그래프
왼쪽 입력란에 숫자를 넣고 ‘계산’을 누르면 여기에 결과와 그래프가 표시됩니다.

이 페이지에서 할 수 있는 것

  • 표본의 크기 \(n\), 표본평균 \(\bar{x}\), 표준편차 \(\sigma\), 신뢰수준(%)을 넣기만 하면 모평균의 신뢰구간(하한·상한)을 그 자리에서 알 수 있습니다
  • 오차 범위 \(E\)(± 얼마까지 벗어날 수 있는지), 표준오차, 신뢰수준에 따른 z값도 함께 계산합니다
  • 90%, 95%, 99% 등 주요 신뢰수준의 신뢰구간을 표로 한꺼번에 확인할 수 있고, 구간이 넓어지는 모습을 그래프로도 확인할 수 있습니다
  • 공식의 쉬운 해설과 Excel·Google 스프레드시트·Python에 그대로 복사해 쓸 수 있는 수식도 이 페이지에 정리되어 있습니다
이 계산기는 모집단의 표준편차 σ를 알고 있을 때(또는 표본이 충분히 커서 표본표준편차로 대신할 수 있을 때)의, 정규분포에 바탕을 둔 신뢰구간(z를 쓰는 방식)을 계산합니다. 표본이 작고 모표준편차도 모를 때 쓰는 ‘t분포’에 의한 신뢰구간은 지원하지 않습니다.

이 계산은 어디에 쓰일까요?

여론조사·시청률의 ‘±○%포인트’의 정체(보도·정치)

‘대통령 직무 긍정률 45%(95% 신뢰수준에 표본오차 ±3.1%포인트)’ 같은 여론조사 결과의 ‘표본오차’가 바로 이 페이지의 오차 범위 \(E\)입니다. 응답자 1,000명, 긍정률 45%라면 흩어진 정도는 \(\sigma = \sqrt{0.45 \times 0.55} \fallingdotseq 0.497\)이므로, 95% 신뢰수준에서 \(E = 1.96 \times 0.497 \div \sqrt{1000} \fallingdotseq 0.031\)(약 ±3.1%포인트)입니다(응답의 비율을 정규분포로 근사할 수 있다고 가정한 계산입니다). 뉴스에 나오는 ‘±3.1%포인트’는 흩어진 정도가 가장 큰 50%로 어림한 값입니다.
‘긍정률이 1%포인트 움직였다’는 뉴스가 오차 범위 안인지 아닌지 스스로 판단할 수 있게 됩니다.

공장의 품질 관리: ‘내용량 500 mL’ 표시를 숫자로 뒷받침하기(제조업)

모든 페트병을 열어서 잴 수는 없으므로 공장에서는 일부를 뽑아 검사합니다. 50개의 평균이 500.2 mL, 표준편차가 2 mL라면 전체 생산품의 평균 내용량의 95% 신뢰구간은 약 499.65~500.75 mL로 어림할 수 있습니다.
‘표시량보다 적지 않은지’를 표본 검사만으로 통계적으로 확인하는 것으로, 식품·음료·의약품 등의 제조 현장에서 매일 쓰이는 계산입니다.

새로운 치료·약의 효과의 확실성 읽기(의료)

‘신약으로 혈압이 평균 8.0 mmHg 내려갔다(95% 신뢰구간: 5.6~10.4)’처럼 의학 논문의 결과는 거의 반드시 신뢰구간과 함께 보고됩니다(100명을 대상으로 한 시험에서 내려간 양의 표준편차가 12 mmHg라면 \(E = 1.96 \times 12 \div \sqrt{100} \fallingdotseq 2.4\)입니다).
구간 전체가 양수 쪽(0을 포함하지 않음)이라면 ‘효과가 있었다’고 판단하는 근거가 되고, 구간이 0을 포함하면 ‘우연일 수도 있다’고 읽습니다. 건강 정보를 스스로 따져 볼 때 가장 중요한 읽는 법 중 하나입니다.

전국 조사를 ‘전원을 조사하지 않고’ 하기(교육·행정의 표본조사)

전국의 학생 전원을 조사하기는 어려우므로 체력·학력 등의 전국 조사 중 일부는 표본조사로 합니다. 예를 들어 400명의 표본에서 50 m 달리기의 평균이 9.2초, 표준편차가 0.8초라면 전체의 평균 기록의 95% 신뢰구간은 약 9.12~9.28초로, 겨우 400명으로 꽤 좁은 폭을 어림할 수 있습니다.
통계청의 경제활동인구조사(실업률의 바탕이 되는 조사)나 가계동향조사 같은 국가 통계도 표본조사가 중심이며, 그 정확도를 뒷받침하는 데 이 계산이 쓰입니다.

웹 서비스의 개선 효과를 우연과 구별하기(IT·마케팅)

사이트의 평균 체류 시간이 180초에서 184초로 늘었을 때, 그것은 개선의 효과일까요, 아니면 우연일까요? 방문자 2,500명, 표준편차 90초라면 평균 체류 시간의 95% 신뢰구간은 약 176.5~183.5초로, 폭이 약 ±3.5초라는 것을 알 수 있습니다.
변화가 신뢰구간의 폭과 비슷한 정도라면 ‘아직 우연과 구별할 수 없다’고 판단할 수 있습니다. A/B 테스트의 결과를 잘못 읽지 않기 위한 바탕이 되는 생각입니다.

공식과 그래프

오차 범위 \(E\)(구간의 절반의 폭)
그래프
수학 표기 (일반적인 수식)
\(E\) \(=\) \(z\) \(\times\) \(\sigma\) \(\div\) \(\sqrt{n}\)
말로 쓴 표기 (기호를 말로 바꾼 식)
④ \(E\): 오차 범위 \(=\) ③ \(z\): 신뢰수준에 따른 z값 \(\times\) ① \(\sigma\): 모표준편차 \(\div\) ② \(\sqrt{n}\): 표본의 크기 \(n\)의 제곱근
공식을 말로 읽으면
① \(\sigma\): 모표준편차 를
② \(\sqrt{n}\): 표본의 크기 \(n\)의 제곱근 으로 나누어 ‘표준오차(표본평균이 흩어진 정도)’를 구하고,
③ \(z\): 신뢰수준에 따른 z값 을 곱하면
④ \(E\): 오차 범위 가 됩니다.
간단한 예
페트병 25개의 내용량을 조사합니다. 표준편차가 2 mL, 신뢰수준 95%(z값 1.96)일 때의 오차 범위는
\(E\): 오차 범위 \(=\) z값(1.96) \(\times\) 표준편차(2) \(\div\) 25의 제곱근(5)
\(1.96 \times 2 \div 5 = 1.96 \times 0.4 = 0.784\)
이해의 핵심
\(\sigma \div \sqrt{n}\)은 ‘표준오차’라고 하며, 표본평균 자체가 흩어진 정도의 크기를 나타냅니다. 나누는 것이 \(n\)이 아니라 \(\sqrt{n}\)(제곱근)이라는 것이 핵심으로, 표본을 4배로 늘려도 오차 범위는 절반밖에 줄지 않습니다. ‘정확도를 높이려면 자료가 많이 필요한’ 것은 이 때문입니다.
신뢰구간(하한 \(L\)과 상한 \(U\))
그래프
수학 표기 (일반적인 수식)
\(L,\ U\) \(=\) \(\bar{x}\) \(\pm\) \(E\)
말로 쓴 표기 (기호를 말로 바꾼 식)
③ \(L\), \(U\): 신뢰구간의 하한과 상한 \(=\) ① \(\bar{x}\): 표본평균 \(\pm\) ② \(E\): 오차 범위
공식을 말로 읽으면
① \(\bar{x}\): 표본평균 에서
② \(E\): 오차 범위 를 뺀 값과 더한 값을 만들면(기호 ±는 ‘빼기’와 ‘더하기’를 함께 나타냅니다)
③ \(L\), \(U\): 신뢰구간의 하한과 상한 이 됩니다.
간단한 예
25개의 내용량의 평균이 500.2 mL, 오차 범위가 0.784 mL일 때 모평균의 95% 신뢰구간은
\(L\), \(U\): 신뢰구간의 하한과 상한 \(=\) 표본평균(500.2) \(\pm\) 오차 범위(0.784)
\(L = 500.2 - 0.784 = 499.416\)
\(U = 500.2 + 0.784 = 500.984\)
이해의 핵심
공식 1과 공식 2를 이은 것이 교과서에서 익숙한 \(\bar{x} \pm z \dfrac{\sigma}{\sqrt{n}}\)이라는 신뢰구간의 공식입니다(고등학교 ‘확률과 통계’에서는 신뢰도 95%일 때 \(\bar{x} - 1.96 \dfrac{\sigma}{\sqrt{n}} \le m \le \bar{x} + 1.96 \dfrac{\sigma}{\sqrt{n}}\)처럼 모평균을 \(m\)으로 씁니다). ‘95% 신뢰구간’을 바르게 읽는 데는 주의가 필요합니다. 이는 ‘모평균이 95%의 확률로 이 구간 안에 있다’는 뜻이 아니라, ‘표본을 뽑아 같은 방법으로 구간을 만드는 작업을 100번 되풀이하면 그중 약 95개의 구간이 모평균을 포함한다’는 뜻입니다. 모평균은 움직이지 않는 하나의 값이고, 표본을 뽑을 때마다 움직이는 것은 구간 쪽입니다.
신뢰수준으로 z값 구하기
그래프
수학 표기 (일반적인 수식)
\(z\) \(=\) \(\Phi^{-1}\!\left(\dfrac{1+C}{2}\right)\)
말로 쓴 표기 (기호를 말로 바꾼 식)
② \(z\): 신뢰수준에 따른 z값 \(=\) ① ‘왼쪽부터 센 비율 (1 + 신뢰수준 \(C\)) ÷ 2’를 z의 위치로 바꾼 값
공식을 말로 읽으면
① ‘왼쪽부터 센 비율 (1 + 신뢰수준 \(C\)) ÷ 2’를 z의 위치로 바꾼 값 을 구하면(\(\Phi^{-1}\)(파이 인버스)가 ‘왼쪽부터 센 비율 → 가로축의 위치’로 바꾸는 함수입니다. 신뢰수준 \(C\)는 95%라면 0.95처럼 소수로 나타냅니다),
② \(z\): 신뢰수준에 따른 z값 을 구할 수 있습니다.
간단한 예
신뢰수준 95%(C = 0.95)에 대응하는 z값은
z값 \(z\) \(=\) 왼쪽부터 97.5%의 위치 \(\Phi^{-1}(0.975)\)
\(\Phi^{-1}\!\left(\dfrac{1+0.95}{2}\right) = \Phi^{-1}(0.975) \fallingdotseq 1.96\)
이해의 핵심
z값은 ‘표준정규분포에서 가운데에 신뢰수준만큼(95%라면 95%)이 딱 들어가는 경계의 위치’입니다. 가운데에 95%를 넣으면 양쪽 끝에 2.5%씩 남으므로, z는 왼쪽부터 세어 97.5%의 위치인 \(\Phi^{-1}(0.975) \fallingdotseq 1.96\)이 됩니다. 자주 쓰는 값은 정해져 있어 90% → 1.6449, 95% → 1.9600, 99% → 2.5758, 99.9% → 3.2905입니다. 이 계산기는 표에 없는 신뢰수준(예: 97%)도 자동으로 계산합니다.
신뢰구간은 ‘표본평균 ± 오차 범위’로 구합니다. 오차 범위는 \(z \times \sigma \div \sqrt{n}\)이고, 이어 쓰면 \(\bar{x} \pm z \dfrac{\sigma}{\sqrt{n}}\)입니다. 표본을 늘릴수록(\(\sqrt{n}\)이 커질수록) 구간은 좁아지고, 신뢰수준을 높일수록(z가 커질수록) 구간은 넓어집니다.

용어·기호 해설

기호

\(n\) 엔 표본의 크기입니다. 실제로 조사한 개수나 사람 수입니다. (예: 50개를 쟀다면 \(n = 50\))
\(\bar{x}\) 엑스 바 표본평균입니다. 조사한 표본의 평균입니다. 위의 가로 막대(바)는 ‘평균’을 나타내는 기호입니다.
\(\sigma\) 시그마 모표준편차입니다. 모집단 전체에서 흩어진 정도의 크기입니다. 그리스 문자로, 영어의 s에 해당합니다. 표본이 충분히 크면 표본으로 구한 표준편차로 대신할 수 있습니다.
\(\sqrt{n}\) 루트 엔 표본의 크기의 제곱근입니다. (예: \(\sqrt{25} = 5\)) 표준오차의 분모에 나오며, 자료를 4배로 늘려도 오차가 절반밖에 줄지 않는 이유가 이 제곱근입니다.
\(z\) 제트(z값) 신뢰수준에 따라 정해지는 배율입니다. 표준정규분포에서 ‘가운데에 신뢰수준만큼이 딱 들어가는 경계의 위치’입니다. 95%라면 약 1.96입니다.
\(E\) 이 오차 범위(오차 한계)입니다. 신뢰구간의 절반의 폭으로, ‘표본평균이 모평균에서 ± 얼마까지 벗어날 수 있는지’의 기준입니다. margin of error(오차 범위)의 E입니다.
\(L,\ U\) 엘, 유 신뢰구간의 하한(Lower)과 상한(Upper)입니다. \(L = \bar{x} - E\), \(U = \bar{x} + E\)로 구합니다.
\(\Phi^{-1}\) 파이 인버스(Φ의 역함수) 표준정규분포의 누적분포함수 \(\Phi\)와 반대 방향의 함수입니다. ‘확률(넓이)’로 ‘그렇게 되는 z값’을 돌려줍니다. (예: \(\Phi^{-1}(0.975) \fallingdotseq 1.96\))
\(C\) 씨 신뢰수준을 소수로 나타낸 것입니다. 95%라면 \(C = 0.95\)입니다.

용어

신뢰구간 표본의 자료로 ‘모평균은 이 범위에 있을 것 같다’고 어림한 구간입니다. 표본평균을 중심으로 오차 범위만큼 위아래로 넓혀서 만듭니다.
신뢰수준 (신뢰도) 구간의 확실성의 정도입니다. ‘같은 방법으로 구간을 만드는 작업을 되풀이했을 때 구간이 모평균을 포함하는 비율’로, 95%를 가장 많이 씁니다. 교과서에서는 ‘신뢰도’라고 합니다.
모집단 원래는 전부 조사하고 싶은 대상 전체입니다. (예: 공장에서 만드는 모든 페트병, 전국의 유권자 전원)
표본 모집단에서 실제로 뽑아서 조사한 일부분입니다. 샘플이라고도 합니다. 표본으로 모집단의 모습을 짐작하는 것이 통계의 추정입니다.
모평균 모집단 전체의 평균입니다. 전부 조사할 수는 없으므로 정확한 값은 알 수 없습니다. 이 ‘모르는 값’이 있을 곳을 어림하는 것이 신뢰구간입니다. 기호는 \(\mu\)(뮤)를 쓰는 것이 일반적이며, 우리나라 고등학교 교과서에서는 \(m\)으로 씁니다.
표본평균 표본의 평균 \(\bar{x}\)를 말합니다. 모평균을 ‘가장 그럴듯한 한 점으로 어림한 값(점추정)’이지만, 표본을 뽑는 방법에 따라 매번 조금씩 달라집니다.
표준오차 표본평균 자체가 흩어진 정도의 크기로, \(\sigma \div \sqrt{n}\)으로 구합니다. 자료 하나하나가 흩어진 정도(표준편차)와 헷갈리기 쉬우므로 주의하세요.
구간추정 모평균 등의 모르는 값을 한 점이 아니라 ‘폭이 있는 구간’으로 어림하는 방법입니다. 한 점으로 어림하는 점추정에 비해 벗어날 수 있는 오차까지 함께 보여 줄 수 있다는 것이 장점입니다.
t분포 표본이 작고 모표준편차도 모를 때 정규분포(z) 대신 쓰는 분포입니다. 이 페이지의 계산기는 z 방식만 지원합니다. 표본이 커질수록 t분포는 정규분포에 가까워져 결과가 거의 같아집니다.

먼저 알아 두면 좋은 내용

이 페이지의 계산을 ‘뜻을 이해하고’ 쓸 수 있도록, 미리 알아 두면 좋은 내용을 정리했습니다.

평균(초등학교 5학년, 10~11세)
  • 자료를 모두 더해 개수로 나누면 평균을 구할 수 있다는 것을 아는 것
제곱근(중학교 3학년, 14~15세)
  • \(\sqrt{25} = 5\)처럼 제곱하면 원래 수가 되는 값이 제곱근이라는 것을 아는 것
모집단과 표본(고등학교 ‘확률과 통계’, 16~18세)
  • 전체(모집단)를 전부 조사하는 대신 일부(표본)를 조사해 전체를 짐작하는 방법이 있다는 것을 아는 것
  • 표본은 치우침 없이(임의로) 뽑아야 한다는 것을 아는 것
산포도와 표준편차(중학교 3학년, 14~15세)
  • 표준편차가 자료가 흩어진 정도의 크기를 하나의 수로 나타낸 것임을 아는 것
정규분포와 구간추정(고등학교 ‘확률과 통계’, 16~18세)
  • 정규분포가 평균을 중심으로 좌우 대칭인 종 모양의 분포라는 것을 아는 것
  • ‘평균 ± 표준편차 1.96개분에 약 95%가 들어간다’는 정규분포의 기준을 아는 것

Excel로 계산하는 방법

아래 표를 통째로 복사해 Excel의 A1 셀에 붙여 넣으면 그대로 사용할 수 있습니다.
‘신뢰수준에 따른 z값’을 구하는 표
신뢰수준(%) 95
z값 =NORM.S.INV((1+B1/100)/2)
‘오차 범위 E’를 구하는 표
z값 1.96
표준편차 σ 2
표본의 크기 n 25
오차 범위 E =B1*B2/SQRT(B3)
‘신뢰구간(하한·상한)’을 구하는 표
표본의 크기 n 50
표본평균 x̄ 500.2
표준편차 σ 2
신뢰수준(%) 95
z값 =NORM.S.INV((1+B4/100)/2)
오차 범위 E =B5*B3/SQRT(B1)
신뢰구간의 하한 =B2-B6
신뢰구간의 상한 =B2+B6
‘NORM.S.INV(확률)’이 확률로 z값을 구하는 함수(누적분포함수의 역함수 \(\Phi^{-1}\))입니다. ‘SQRT’는 제곱근입니다.
첫 번째 표는 신뢰수준(B1)만으로 z값을 구하며, 95를 넣으면 B2는 약 1.959964입니다. 두 번째 표는 오차 범위로, 예의 값이라면 B4는 0.784입니다.
세 번째 표는 입력값으로 신뢰구간을 한꺼번에 구하는 표로, 예의 값(n = 50, x̄ = 500.2, σ = 2, 95%)이라면 하한(B7)은 약 499.6456, 상한(B8)은 약 500.7544가 됩니다. B1~B4를 원하는 숫자로 바꾸기만 하면 쓸 수 있습니다.

Google 스프레드시트로 계산하는 방법

아래 표를 통째로 복사해 Google 스프레드시트의 A1 셀에 붙여 넣으면 그대로 사용할 수 있습니다.
‘신뢰수준에 따른 z값’을 구하는 표
신뢰수준(%) 95
z값 =NORMSINV((1+B1/100)/2)
‘오차 범위 E’를 구하는 표
z값 1.96
표준편차 σ 2
표본의 크기 n 25
오차 범위 E =B1*B2/SQRT(B3)
‘신뢰구간(하한·상한)’을 구하는 표
표본의 크기 n 50
표본평균 x̄ 500.2
표준편차 σ 2
신뢰수준(%) 95
z값 =NORMSINV((1+B4/100)/2)
오차 범위 E =B5*B3/SQRT(B1)
신뢰구간의 하한 =B2-B6
신뢰구간의 상한 =B2+B6
Google 스프레드시트에서는 확률로 z값을 구하는 함수를 ‘NORMSINV(확률)’로 씁니다(Excel의 ‘NORM.S.INV’와 같은 기능입니다). 그 밖의 수식은 Excel과 같습니다.
표를 통째로 복사해 A1 셀에 붙여 넣고 B열의 숫자를 원하는 값으로 바꾸세요. 결과는 Excel판과 같아서 세 번째 표라면 하한이 약 499.6456, 상한이 약 500.7544가 됩니다.

Python으로 계산하는 방법

import math
from statistics import NormalDist

sample_size = 50        # 표본의 크기 n
sample_mean = 500.2     # 표본평균 x̄
sd = 2                  # 표준편차 σ
confidence_level = 95   # 신뢰수준(%)

z = NormalDist().inv_cdf((1 + confidence_level / 100) / 2)  # 신뢰수준에 따른 z값
standard_error = sd / math.sqrt(sample_size)                # 표준오차 σ ÷ √n
margin_of_error = z * standard_error                        # 오차 범위 E
lower = sample_mean - margin_of_error                       # 신뢰구간의 하한
upper = sample_mean + margin_of_error                       # 신뢰구간의 상한

print(f"z값: {z}")
print(f"오차 범위 E: {margin_of_error}")
print(f"{confidence_level}% 신뢰구간: {lower} ~ {upper}")
표준 라이브러리만으로 동작합니다. NormalDist().inv_cdf()가 ‘확률로 z값을 구하는 함수(\(\Phi^{-1}\))’입니다. 맨 앞의 네 값을 원하는 숫자로 바꾸고 실행하세요. 예의 값이라면 약 499.65~500.75가 표시됩니다.

LaTeX 등 수식 언어로 쓰는 법(복사 가능)

오차 범위 \(E\)(구간의 절반의 폭)
E = z × σ ÷ √n
E = z \times \dfrac{\sigma}{\sqrt{n}}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
  <mrow>
    <mi>E</mi>
    <mo>=</mo>
    <mi>z</mi>
    <mo>&#x00D7;</mo>
    <mfrac>
      <mi>&#x3C3;</mi>
      <msqrt><mi>n</mi></msqrt>
    </mfrac>
  </mrow>
</math>
E = z sigma / sqrt(n)
z*sigma/Sqrt[n]
E := z*sigma/sqrt(n);
E = z*sigma/sqrt(n);
E = zσ/√n
신뢰구간(하한 \(L\)과 상한 \(U\))
L = x̄ − E,  U = x̄ + E
L = \bar{x} - E,\quad U = \bar{x} + E
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
  <mrow>
    <mi>L</mi>
    <mo>=</mo>
    <mover><mi>x</mi><mo>&#x00AF;</mo></mover>
    <mo>&#x2212;</mo>
    <mi>E</mi>
    <mo>,</mo>
    <mspace width="1em"/>
    <mi>U</mi>
    <mo>=</mo>
    <mover><mi>x</mi><mo>&#x00AF;</mo></mover>
    <mo>+</mo>
    <mi>E</mi>
  </mrow>
</math>
L = bar x - E, U = bar x + E
{xbar - e, xbar + e}
L := xbar - E; U := xbar + E;
L = xbar - E; U = xbar + E;
L = x̄ - E, U = x̄ + E
신뢰수준으로 z값 구하기
z = Φ⁻¹((1 + C) ÷ 2)
z = \Phi^{-1}\!\left(\dfrac{1+C}{2}\right)
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
  <mrow>
    <mi>z</mi>
    <mo>=</mo>
    <msup><mi>&#x3A6;</mi><mrow><mo>&#x2212;</mo><mn>1</mn></mrow></msup>
    <mrow>
      <mo>(</mo>
      <mfrac>
        <mrow><mn>1</mn><mo>+</mo><mi>C</mi></mrow>
        <mn>2</mn>
      </mfrac>
      <mo>)</mo>
    </mrow>
  </mrow>
</math>
z = Phi^-1((1 + C)/2)
InverseCDF[NormalDistribution[0, 1], (1 + c)/2]
with(Statistics): Quantile(RandomVariable(Normal(0, 1)), (1 + c)/2);
z = norminv((1 + c)/2);
z = Φ^(-1)((1+C)/2)

ChatGPT 에게 물어서 계산하는 방법

당신은 통계 계산 도우미입니다. 다음 계산을 반드시 Python 코드를 실제로 실행해서 하고, 실행 결과의 숫자만을 근거로 답해 주세요(암산이나 추측으로 답하지 마세요).

공장의 생산 라인에서 페트병 50개를 뽑아 내용량을 쟀더니 평균이 500.2 mL였습니다. 충전량의 흩어진 정도(모표준편차)는 2 mL로 알려져 있습니다.
1. 신뢰수준 95%에 대응하는 z값을 구해 주세요(표준정규분포의 누적분포함수의 역함수를 쓰고, Python 표준 라이브러리의 statistics.NormalDist().inv_cdf를 써도 됩니다).
2. 오차 범위 E = z × σ ÷ √n을 구해 주세요.
3. 모평균(모든 페트병의 실제 평균 내용량)의 95% 신뢰구간(하한·상한)을 구해 주세요.

계산에 사용한 공식과 실행 결과의 숫자를 보여 주세요.

사용법
  1. 1
    숫자 입력
    계산하고 싶은 숫자를 입력란에 입력합니다
  2. 2
    계산
    ‘계산’ 버튼을 누릅니다
  3. 3
    결과 확인
    계산 결과가 바로 표시됩니다. 계산의 원리와 공식 해설도 같은 페이지에서 확인할 수 있습니다
  DataChef의 특징
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무료로 횟수 제한 없이 변환
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