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普考申論題 106年 [經建行政] 統計學概要

第 三 題

📖 題組:
以下為蒐集來的六天累積雨量(毫米)及日照時間(小時): 雨量(mm) 1.47 2.17 2.45 1.94 1.74 1.26 日照時間(小時) 2.8 7.6 5.5 1.8 5.7 1.1
📝 此題為申論題,共 3 小題

小題 (三)

試求出雨量與日照時間的樣本相關係數,並利用樣本相關係數檢定此二變數是否具有顯著關係(顯著水準為 0.05)。(10 分)

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本題測驗「樣本相關係數計算」及「相關係數顯著性檢定」兩大核心。解題時務必先將給定數據轉換為五項基本統計量(ΣX, ΣY, ΣX², ΣY², ΣXY),再代入 Pearson 相關係數公式;檢定部分則須使用建立在 t 分配下的檢定統計量,並與臨界值比較以作結論。注意計算過程中小數點的保留,建議保留至第四位,避免捨入誤差導致檢定統計量失準。

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【解題關鍵】樣本相關係數公式 r = SS_{xy} / $\sqrt{SS_{xx} \times SS_{yy}}$,以及檢定母體相關係數 \rho=0 的 t 檢定統計量 t = $\frac{r\sqrt{n-2}}{\sqrt{1-r^2}} \sim t_{(n-2)}$。 【解答】 令雨量為變數 X(毫米),日照時間為變數 Y(小時),樣本數 n = 6。

小題 (一)

若欲以日照時間預測雨量,請求出最小平方直線,並在散佈圖中繪出此直線。(10 分)

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看到「以日照時間預測雨量」,需立刻確立自變數 X (日照時間) 與依變數 Y (雨量)。接著依序列表計算 ΣX、ΣY、ΣX²、ΣXY,帶入最小平方法 (OLS) 公式求得斜率與截距。繪圖時,先標出 6 個觀測點的散佈圖,再利用 Y 截距與樣本平均數座標 (X̄, Ȳ) 兩點連成迴歸直線。

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【解題關鍵】利用最小平方法(Ordinary Least Squares, OLS)公式計算迴歸係數與截距,建立簡單線性迴歸方程式 $\hat{Y} = \hat{\beta}_0 + \hat{\beta}_1 X$。 【解答】 Step 1:定義變數與建立計算表

小題 (二)

在顯著水準為 0.05 情況下,檢定迴歸斜率是否不為零。(10 分)

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面對迴歸斜率檢定題型,第一步應先計算各變數的離均差平方和與共變異數(Sxx, Syy, Sxy),藉此求出斜率估計值與均方誤差(MSE)。接著建立虛無假說,利用 t 檢定統計量並配合自由度 (n-2) 的臨界值來判定是否具備顯著的線性關係。

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【解題思路】利用最小平方法(OLS)求得樣本迴歸斜率與誤差變異數(MSE),並建構 t 統計量進行雙尾檢定,自由度為 n-2。 【詳解】 已知:

📜 參考法條

附表 t分配右尾百分點tα (df)

🏷️ 相關主題

簡單線性迴歸模型:建立、估計與檢定
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