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高考申論題 105年 [經建行政] 統計學

第 三 題

📖 題組:
兩變數 x 及 y 之 5 個觀察值如下: x 1 2 3 4 5 y 3 7 5 11 14 今已求得:x̄ = 3, ȳ = 8, Σ(x - x̄)(y - ȳ) = 26, Σ(x - x̄)² = 10, Σ(y - ȳ)² = 80, Σ(y - ŷ)² = 12.40
📝 此題為申論題,共 4 小題

小題 (三)

驗證估計標準誤(Standard error of the estimate)se = 2.033。(5 分)

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看到這題,首先回憶「估計標準誤」的定義與公式:殘差變異數(MSE)的平方根,即 $s_e = \sqrt{SSE / (n-2)}$。接著從題目條件中抓取誤差平方和 $SSE = 12.40$ 及樣本數 $n=5$,直接代入運算即可得證。

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【解題思路】運用簡單線性迴歸中估計標準誤的定義公式 $s_e = \sqrt{\frac{SSE}{n-2}}$ 進行推導與計算。 【詳解】 已知:

小題 (一)

試用最小平方法配合迴歸直線 ŷ = a + bx。(5 分)

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看到配適最小平方迴歸直線,應立即聯想到斜率 b = S_xy / S_xx 與截距 a = ȳ - bx̄ 的點估計公式。本題已將離均差交乘積與平方和等充分統計量直接給定,只需選取正確的數值代入公式即可迅速求解。

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【解題關鍵】利用最小平方法估計簡單線性迴歸方程式的斜率公式 b = Σ(x - x̄)(y - ȳ) / Σ(x - x̄)² 與截距公式 a = ȳ - bx̄。 【解答】 已知統計量整理如下:

小題 (二)

試求相關係數。(5 分)

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看到求相關係數,直接聯想皮爾森積差相關係數(Pearson correlation coefficient)的定義公式。題目已貼心地提供交叉離均差積和與各自的離均差平方和,只需選對公式直接代入計算即可得分。

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【解題關鍵】利用皮爾森積差相關係數公式 $r = \frac{\sum(x - \bar{x})(y - \bar{y})}{\sqrt{\sum(x - \bar{x})^2 \sum(y - \bar{y})^2}}$ 進行計算。 【解答】 已知條件整理:

小題 (四)

試求母體迴歸係數β 之 95%信賴區間。(5 分)

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看到求母體迴歸係數的信賴區間,應立即想到使用 t 分配建構區間。首先計算樣本斜率估計量 $\hat{\beta}$,接著利用殘差平方和 (SSE) 求出均方誤差 (MSE) 以估計誤差變異數,最後代入公式 $\hat{\beta} \pm t_{\alpha/2}(n-2) \sqrt{MSE / S_{xx}}$ 即可求得。

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【解題思路】利用樣本斜率估計量 $\hat{\beta}$ 與 $t$ 分配的樞紐量性質,建構母體迴歸斜率 $\beta$ 的信賴區間。 【詳解】 已知:樣本數 $n = 5$,$\sum(x - \bar{x})(y - \bar{y}) = 26$,$\sum(x - \bar{x})^2 = 10$,$\sum(y - \hat{y})^2 = 12.40$。

📜 參考法條

標準常態分配數值表 t 分配數值表 χ² 分配數值表 F 分配數值表

🏷️ 相關主題

簡單線性迴歸模型:估計、檢定與應用
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