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高考申論題 105年 [醫務管理] 生物統計學與流行病學

第 一 題

📖 題組:
以變異數分析法評估 3 個國中學校學生之糖化血色素的差異性。各學校被隨機取樣的學生樣本數、平均值與標準差之資料如下表所示,請回答下列問題: (F3,60,0.95 = 2.76;F3,60,0.975 = 3.34;t60,0.95 = 1.671;t60,0.975 = 2.000;t60,0.990 = 2.390) (說明:F3,60,0.95 = 2.76,表示分子與分母自由度各為 3 與 60 之 F 分佈中,F 值由 0 至 2.76 之累積面積為 0.95;t60,0.95 = 1.671,表示自由度為 60 之 t 分佈中,t 值由-∞至 1.671 之累積面積為 0.95。) 表: 校別 A 校: 樣本數 18, 樣本平均 4.5, 樣本標準差 2.3 校別 B 校: 樣本數 22, 樣本平均 4.0, 樣本標準差 2.2 校別 C 校: 樣本數 23, 樣本平均 5.9, 樣本標準差 2.3
📝 此題為申論題,共 3 小題

小題 (一)

應使用何種統計方法檢定 3 個學校學生糖化血色素之變異數同質性?(5 分)

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看到變異數分析(ANOVA)的背景,應立即聯想其三大基本假設:常態性、獨立性與變異數同質性。針對『變異數同質性』的檢驗,生物統計中最標準且常用的方法即為 Levene 檢定(Levene's test)或 Bartlett 檢定(Bartlett's test)。

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可用於檢定 3 個學校學生糖化血色素之變異數同質性的統計方法為「Levene 檢定 (Levene's test)」或「Bartlett 檢定 (Bartlett's test)」。 特徵包含: (1) 核心目的為檢驗多個獨立樣本之母體變異數是否相等(即設定虛無假說 $H_0: \sigma_1^2 = \sigma_2^2 = \sigma_3^2$)。

小題 (二)

若 3 校學生糖化血色素具變異數同質性,則 3 校學生之糖化血色素是否具有統計學顯著差異?請詳列分析過程。(α = 0.05)(10 分)

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本題測驗單因子變異數分析(One-way ANOVA)的計算。看到多組獨立樣本比較連續變數平均數,應直覺反應使用 F 檢定,依序算出總平均、組間平方和(SSB)、組內平方和(SSW),再求得均方(MSB與MSW)以得出 F 值並進行假說檢定。

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【解題關鍵】本題利用單因子變異數分析(One-way ANOVA)之 F 檢定來比較多組獨立樣本的平均數差異,核心公式為檢定統計量 F = MSB / MSW。 【解答】 計算:

小題 (三)

請以最小顯著差異法檢定 A 校與 B 校學生平均之糖化血色素是否與 C 校學生之糖化血色素具有統計學顯著差異?(α = 0.05)(10 分)

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本題考查變異數分析(ANOVA)後的事後檢定。首先需利用各組的樣本數與標準差計算出誤差均方(MSE)及誤差自由度,接著代入「最小顯著差異法(Fisher's LSD)」公式計算出臨界值,最後將各組平均數的差異絕對值與 LSD 臨界值比較,以判定是否具有統計學上的顯著差異。

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【解題關鍵】先求出三組混合後的誤差均方(MSE),再代入最小顯著差異法(LSD)公式分別計算 A、C 兩校與 B、C 兩校的檢定臨界值並進行比較。 【解答】 計算:

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