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普考申論題 106年 [工業工程] 工程統計學與品質管制概要

第 一 題

📖 題組:
五、考慮一個2因子(因子A與B)的設計,見表2。符號Yijk表示在 A 因子在i水準與B因子在j水準組合下的第k個反應值。利用符號Yijk定義表3中的兩個符號。 表2:二因子之反應值Yijk Factor B Factor A 1 2 b 列平均 1 У111, У112, ..., У11n 121, 122, ..., У12η У161, 162, ..., У1bn Y1 2 : У211, 212, ..., У21n : У 221, 222, ..., У 22n : У 261, 262, ..., Y2bn : Y2.. : : : : : a Уа11, Уа12, ..., Yaln Уа21, Уа22, ..., Ya2n Yabı, Yab2, ..., y abn Ya 行平均 Y.1. 2. : Yb. Y 表3:2因子之變異數分析(ANOVA)表 變異來源 SS df MS=SS/df F p-值 A SSA a-1 MSA F MSA MSE PA MSB B SSB b-1 MSB FB MSE Рв AB SSAB (a-1)(b-1) MS AB MSAB FAB = MSE PAB E SSE ab(k-1) MSE Total SSTO n-1
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📝 此題為申論題,共 3 小題

小題 (一)

SSTO。(10分)

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解答本題需理解變異數分析 (ANOVA) 中總平方和 (SSTO) 的統計意義與數學定義。考生應觀察表2中的符號配置,確認因子的水準數與重複觀測值數量,進而寫出各觀測值與總平均數離差的平方總和公式。

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【解題思路】根據二因子變異數分析(ANOVA)的原理,總平方和(SSTO)定義為所有個別觀測值與總平均數之間離差的平方和。 【詳解】 已知:

小題 (二)

SSA。(10分)

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看到要求定義變異數分析中的平方和(SS),應先回想該變異來源(因子A)的統計物理意義,亦即衡量因子A各水準平均數與總平均數之間的差異。接著,利用題目給定的反應值符號 Y_ijk,嚴謹地寫出列平均與總平均的數學定義式,再代入平方和公式中,並可進一步寫出代數展開計算式以確保答題完整性。

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【解題關鍵】雙因子變異數分析(Two-way ANOVA)中,主效應 A 的平方和(SSA)用於衡量因子 A 各水準邊際平均數與總平均數間的變異程度。 【解答】 已知 (Y_{ijk}) 為因子 A 在第 (i) 水準((i=1,2,...,a))、因子 B 在第 (j) 水準((j=1,2,...,b))組合下的第 (k) 個反應值。依據表 2,每個處理組合的重複試驗數為 (n)(即 (k=1,2,...,n))。

小題 (三)

SSE。(10分)

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看到定義誤差平方和 (SSE) 的題目,應聯想到 SSE 衡量的是「同一處理組合(細格)內的隨機變異」。只需寫出個別觀測值減去該細格平均數的平方,並對所有因子水準與重複次數進行三重加總即可。

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【解題思路】誤差平方和 (SSE) 衡量的是各觀測值與其對應之處理組合(細格)平均數之間的差異,代表模型未能被因子A、因子B及交互作用解釋的隨機變異。 【詳解】 已知在二因子設計中:

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