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普考申論題 105年 [工業工程] 工程統計學與品質管制概要

第 二 題

📖 題組:
若某產品有 A、B、C、D 四種不同的包裝(因子),將超商依市場規模分為大、中、小三級(集區),在每一級中隨機抽出 4 個市場規模相當的超商,分別以 A、B、C、D 四種不同包裝的產品進行銷售,一個星期的銷售量如下表(單位:千元): (表格數據略,見原題) (一)請根據上述資料建立變異數分析表。(15 分) (二)請檢定包裝因子的效果是否顯著(α = 0.05)。(5 分) (三)請問市場規模是否顯著影響銷售(α = 0.05)?(5 分)
題組圖片
📝 此題為申論題,共 3 小題

小題 (二)

請檢定包裝因子的效果是否顯著(α = 0.05)。(5 分)

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本題測驗隨機集區設計(RBD)中處理因子(包裝)的假設檢定。解題關鍵在於明確寫出虛無假設與對立假設,並利用 ANOVA 計算出處理均方(MSTr)與誤差均方(MSE)的 F 檢定統計量,最後與 F 分配的臨界值進行比較,給出具體的決策結論。

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【解題關鍵】利用變異數分析(ANOVA)的處理均方(MSTr)與誤差均方(MSE)比值建構 F 檢定統計量,並與臨界值比較進行假設檢定。 【解答】 計算:

小題 (一)

請根據上述資料建立變異數分析表。(15 分)

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這是一道標準的隨機完全集區設計 (RCBD) ANOVA 考題。解題時需先判斷包裝為「處理因子」、超商規模為「集區因子」。接著依序計算總和、修正項、各變異來源的平方和 (SS)、自由度 (df)、均方 (MS) 與 F 值,填入 ANOVA 表後再依給定的顯著水準進行假設檢定。

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【解題關鍵】本題為隨機完全集區設計 (RCBD),須分別計算「包裝 (處理)」與「市場規模 (集區)」之變異數,並透過 ANOVA 表進行 F 檢定。 【解答】 (一) 建立變異數分析表

小題 (三)

請問市場規模是否顯著影響銷售(α = 0.05)?(5 分)

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本題測試隨機完全區集設計(RCBD)中「集區效應」的顯著性檢定。考生應提取第(一)題 ANOVA 表中的集區均方(MS_Block)與誤差均方(MSE)計算 F 檢定統計量,並明確定義虛無/對立假設與臨界值比較,給出統計結論。

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【解題思路】利用變異數分析(ANOVA)中集區因子(市場規模)的均方與誤差均方求出 F 統計量,並進行假設檢定。 【詳解】 Step 1. 建立檢定假設:

📜 參考法條

附表三 F 分配的臨界值表
📝 RCBD變異數分析
💡 運用隨機集區設計排除環境干擾,精確檢定處理因子之效應。

🔗 RCBD 假設檢定四步驟

  1. 1 設定假設 — 列出處理因子與集區因子的虛無與對立假設。
  2. ↓
  3. 2 分解變異 — 計算總平方和(SST)並拆解為處理、集區與誤差項。
  4. ↓
  5. 3 計算F值 — 求取均方(MS)後,以各因子均方除以MSE得到F值。
  6. ↓
  7. 4 統計決策 — 根據顯著水準查表,決定是否拒絕虛無假設並作結論。
🔄 延伸學習:延伸學習:若拒絕虛無假設,需進一步進行多重比較以確認哪幾組之間有差異。
🧠 記憶技巧:處理減一、集區減一、相乘即為誤差自由度;F大於臨界,效果就顯著。
⚠️ 常見陷阱:在申論題中常誤用單因子ANOVA自由度,若遺漏集區變異會導致誤差均方膨脹,進而難以偵測出顯著差異。
多重比較 (Tukey's Test) 集區相對效率 (RE) 雙因子變異數分析

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