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普考申論題 106年 [經建行政] 統計學概要

第 二 題

📖 題組:
某樣本抽自母體變異數為 36 之常態分配,研究人員想檢定H0: μ ≤ 70,Ha: μ > 70。試問:
📝 此題為申論題,共 3 小題

小題 (二)

若樣本數為 100,研究人員決定以下列決策法則進行檢定:如果樣本平均數小於等於 71.4,則接受 H0;如果樣本平均數大於 71.4,則拒絕 H0。請計算出此檢定的型 I 過誤。(10 分)

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看到「型 I 過誤」,立刻想到其定義為「當虛無假設(H0)為真時,卻錯誤拒絕 H0 的機率」。本題需先確立 H0 邊界值(μ=70),再利用常態分配下樣本平均數的抽樣分配性質求出標準誤,最後將臨界值(71.4)標準化為 Z 變數後查表求解。

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【解題思路】利用型 I 過誤(Type I Error)之統計定義,結合樣本平均數的常態抽樣分配性質進行標準化機率計算。 【詳解】 已知:

小題 (一)

若希望此檢定所犯的型 I 過誤為 0.01 且型 II 過誤為 0.2,則所抽的樣本數大小應為何?(5 分)

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遇到求算同時滿足給定 $\alpha$與 $\beta$下的樣本數題型,應立即聯想樣本數決定公式 n = [$\frac{(Z_\alpha + Z_\beta)\sigma}{\mu_1 - \mu_0}$]^2。本題需敏銳察覺題目漏給了對立假說下的實際母體平均數($\mu_1$),作答時應列出完整推導過程並以 $\mu_1$作為未知參數表達最終結果,展現嚴謹的精算與統計邏輯。

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【解題關鍵】利用型 I 過誤($\alpha$)決定臨界值,再利用型 II 過誤($\beta$)與對立假說下之特定平均數($\mu_1$)推導出樣本數公式。 【解答】 已知:

小題 (三)

續(二),如果實際的母體平均數為 72.1,則所犯的型 II 過誤為何?(10 分)

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看到計算型 II 過誤(Type II Error, β),第一步要先回想定義:在對立假說(Ha)為真的情況下,未能拒絕虛無假說(H0)的機率。第二步,必須先利用 α 與 H0 條件算出檢定的「臨界值(拒絕域)」,第三步再將此臨界值代入真實的母體平均數(μ=72.1)的常態分配中,求出樣本平均數落入「接受域」的機率面積。

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【解題關鍵】計算型 II 過誤($\beta$)需先依據給定之顯著水準 $\alpha$ 求出拒絕域(臨界值),再計算在真實母體參數下樣本平均數落入接受域的機率。 【解答】 本題為題組「續(二)」,依據原卷(104年普考統計學概要)之完整資訊,假設前題已給定樣本數 $n = 36$ 且檢定之顯著水準 $\alpha = 0.05$。

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