高考申論題
106年
[衛生行政] 生物統計學(含流行病學)
第 二 題
📖 題組:
某研究者擬探討男嬰與女嬰的平均出生身長是否有顯著差異,在大臺北地區醫院中分別抽樣男嬰與女嬰各 31 位,得樣本資料如下:x̄男 = 51公分, s²男 = 6.25,x̄女 = 49公分, s²女 = 4。 (一)請檢測母體中男嬰與女嬰出生身高變異數是否相等。(請先寫出虛無假設與對立假設,設顯著水準α = 0.05,已知 F0.95(30,30)=1.84,F0.975(30,30)=2.07,F0.95(1,60)=4,F0.975(1,60)=5.29)(5 分) (二)試求母體中男嬰與女嬰出生身高平均數差之 95%信賴區間,請解釋此區間意義。(5 分) (三)請以假設檢定方式判斷母體中男嬰與女嬰出生身高平均數是否有顯著差異?請具體解釋假設檢定結果,並比較假設檢定與前項(二)之信賴區間結果。(假設檢定請先寫出虛無假設與對立假設,設顯著水準α = 0.05)(10 分) (四)若擬探討男嬰與女嬰出生身高平均數是否有顯著差異,可否以變異數分析獲得結論?如果不行請說明理由,如果可以,請以單因子變異數分析進行檢定,並具體說明結論。(請先寫出虛無假設與對立假設,設顯著水準 α = 0.05,已知 F0.95(30,30)=1.84,F0.975(30,30)=2.07,F0.95(1,60)=4,F0.975(1,60)=5.29)(10 分)
某研究者擬探討男嬰與女嬰的平均出生身長是否有顯著差異,在大臺北地區醫院中分別抽樣男嬰與女嬰各 31 位,得樣本資料如下:x̄男 = 51公分, s²男 = 6.25,x̄女 = 49公分, s²女 = 4。 (一)請檢測母體中男嬰與女嬰出生身高變異數是否相等。(請先寫出虛無假設與對立假設,設顯著水準α = 0.05,已知 F0.95(30,30)=1.84,F0.975(30,30)=2.07,F0.95(1,60)=4,F0.975(1,60)=5.29)(5 分) (二)試求母體中男嬰與女嬰出生身高平均數差之 95%信賴區間,請解釋此區間意義。(5 分) (三)請以假設檢定方式判斷母體中男嬰與女嬰出生身高平均數是否有顯著差異?請具體解釋假設檢定結果,並比較假設檢定與前項(二)之信賴區間結果。(假設檢定請先寫出虛無假設與對立假設,設顯著水準α = 0.05)(10 分) (四)若擬探討男嬰與女嬰出生身高平均數是否有顯著差異,可否以變異數分析獲得結論?如果不行請說明理由,如果可以,請以單因子變異數分析進行檢定,並具體說明結論。(請先寫出虛無假設與對立假設,設顯著水準 α = 0.05,已知 F0.95(30,30)=1.84,F0.975(30,30)=2.07,F0.95(1,60)=4,F0.975(1,60)=5.29)(10 分)
📝 此題為申論題,共 4 小題
小題 (二)
試求母體中男嬰與女嬰出生身高平均數差之 95%信賴區間,請解釋此區間意義。(5 分)
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考生看到此題應先連結前一小題的「變異數同質性檢定」,因變異數相等,故採用「合併變異數 (Pooled Variance)」的公式。計算臨界值時,需敏銳察覺題目給的 F 分配數值,利用 t 分配與 F 分配的關係 (t_{α/2}^2 = F_{1-α}) 求得 t 值,最後代入公式並寫出統計學上精確的區間詮釋。
小題 (一)
請檢測母體中男嬰與女嬰出生身高變異數是否相等。(請先寫出虛無假設與對立假設,設顯著水準α = 0.05,已知 F0.95(30,30)=1.84,F0.975(30,30)=2.07,F0.95(1,60)=4,F0.975(1,60)=5.29)(5 分)
思路引導 VIP
本題測驗「兩獨立常態母體變異數同質性檢定」,應使用 F 檢定。解題關鍵在於先設定雙尾假設,接著將數值較大的樣本變異數置於分子計算檢定統計量 F 值,最後與查表所得的右尾臨界值進行比較,以判斷是否拒絕虛無假設。
小題 (三)
請以假設檢定方式判斷母體中男嬰與女嬰出生身高平均數是否有顯著差異?請具體解釋假設檢定結果,並比較假設檢定與前項(二)之信賴區間結果。(假設檢定請先寫出虛無假設與對立假設,設顯著水準α = 0.05)(10 分)
思路引導 VIP
本題測驗雙樣本平均數差異的假設檢定。承接第(一)題已知兩母體變異數同質的結果,應使用合併變異數的獨立樣本 t 檢定進行分析;最後再檢視第(二)小題求得的 95% 信賴區間是否包含 0,以驗證信賴區間與雙尾假設檢定在數學邏輯上的一致性。
小題 (四)
若擬探討男嬰與女嬰出生身高平均數是否有顯著差異,可否以變異數分析獲得結論?如果不行請說明理由,如果可以,請以單因子變異數分析進行檢定,並具體說明結論。(請先寫出虛無假設與對立假設,設顯著水準 α = 0.05,已知 F0.95(30,30)=1.84,F0.975(30,30)=2.07,F0.95(1,60)=4,F0.975(1,60)=5.29)(10 分)
思路引導 VIP
遇到比較兩組平均數差異,除了獨立樣本 t 檢定外,也能使用單因子變異數分析(ANOVA),因為比較兩組是 ANOVA(k=2)的特例(此時 F = t²)。解題時須先明確回答「可以」,接著計算總平均,依序求出組間平方和(SSB)與組內平方和(SSW),編製 ANOVA 表求得 F 檢定統計量,最後與查表得到的臨界值比對並下結論。
📜 參考法條
附表一:標準常態分佈表
附表二:t 分佈表
附表三:卡方分配臨界值表