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サンプルサイズは、統計分析を行うために行われた観測の数を表します。サンプルのサイズは、人、動物、食品バッチ、機械、バッテリー、または評価対象の人口で構成できます。
無作為抽出
ランダムサンプリングは、偏りのない母集団に関する情報を推定するために、母集団からランダムサンプルを収集する方法です。たとえば、特定の町に住んでいる人々のタイプを知りたい場合は、ランダムに異なる人々にインタビュー/測定する必要があります。ただし、図書館の全員を使用した場合、町に住む一般の人々、図書館に行った人々だけがどのようなものであるかについて、公平/偏りのない推定値は得られません。
精度
サンプルサイズが大きくなると、推定値はより正確になります。たとえば、10人の成人男性を無作為に選択した場合、推定を膨らませるバスケットボール選手がいるためか、平均身長が6フィート3インチであることがわかります。ただし、200万人の成人男性を測定した場合、両極端がバランスを取り、真の平均が平均からの偏差を覆い隠すため、男性の平均身長をより適切に予測できます。
信頼区間
統計学者が結果について予測するとき、彼はしばしば彼の推定値の周りに間隔を構築します。たとえば、100人の女性の体重を測定した場合、女性の真の平均体重は103〜129ポンドの範囲にあると確信しているのは90％であると言えます。 （もちろん、これは測定値の変動性などの他の要因にも依存します。）サンプルサイズが大きくなると、推定値に対する自信が高まり、間隔が小さくなります。たとえば、100万人の女性がいる場合、女性の真の平均体重は115〜117ポンドであると98％確信していると言えます。つまり、サンプルサイズが大きくなると、測定値に対する信頼性が高まり、信頼区間のサイズが小さくなります。
標準誤差
変動は、平均の周りのデータの広がりの尺度です。標準偏差は、変動の平方根であり、母集団の何パーセントが平均に対する値の範囲の間に収まるかを概算するのに役立ちます。サンプルサイズが増加すると、標準偏差とサンプルサイズに依存する標準誤差が減少します。その結果、推定値の精度が向上し、この推定値に基づいて構築された研究の信頼性が高まります（エラーのリスクが低くなります）。
より大きなサンプルサイズを使用することの難しさ
サンプルサイズが大きいほど、母集団についてより良い、より正確な推定値が得られますが、研究者がサンプルサイズを大きくすると、いくつかの問題が生じます。まず第一に、新薬を試してみようとする人々のランダムなサンプルを見つけるのは難しいかもしれません。そうした場合、より多くの人々に薬を提供し、時間をかけてより多くの人々を監視するのは費用がかかります。さらに、より大きなサンプルサイズを取得して維持するには、より多くの労力が必要です。サンプルサイズが大きいほど統計情報の精度が向上しても、サンプルサイズが小さいと重要な結果が得られるため、追加のコストと労力が常に必要になるわけではありません。