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地特四等申論題 107年 [經建行政] 統計學概要

第 一 題

📖 題組:
下列為抽自一個平均數為 $\mu$,變異數為 $\sigma^2$ 之母體的一組 n=9 之隨機樣本資料: 43 , 32 , 54 , 40 , 44 , 30 , 41 , 46 , 39 請根據上列資料,回答下列問題:
📝 此題為申論題,共 4 小題

小題 (一)

試求此組資料之平均數 A 與中位數 B 分別為何?(6 分)

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看到此題,應立即聯想到描述性統計中最基礎的集中趨勢測量指標。計算平均數時需確實將所有數值加總並除以樣本數;計算中位數的關鍵步驟是務必「先將資料由小到大排序」,再依樣本數為奇數的特性找出位於正中間的順序統計量。

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【解題關鍵】利用樣本平均數公式 $\bar{X} = \frac{\sum X_i}{n}$ 與中位數定義(資料排序後取第 $\frac{n+1}{2}$ 個觀測值)進行求解。 【解答】 計算:

小題 (二)

試求此組資料之四分位距 IQR (=$Q_3 - Q_1$) = ?(其中 $Q_1$=第一四分位數及 $Q_3$=第三四分位數)(5 分)

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計算任何分位數的第一步絕對是「將原始資料由小到大排序」。接著利用位置公式 $L_p = (n+1) \times p$ 或將資料對半切分求中位數的方法,精確找出第一四分位數($Q_1$)與第三四分位數($Q_3$),最後相減即為四分位距(IQR)。

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【解題關鍵】計算四分位數前必須先將數值「由小到大排序」,再利用位置公式 $L_p = (n+1) \times p$ 找出對應數值,最後代入 $IQR = Q_3 - Q_1$ 求解。 【解答】 計算:

小題 (三)

又是否可根據(二)的資訊判斷出此組資料有離群值(outlier)存在?請說明你(妳)的依據。(4 分)

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考生看到此題應聯想到兩種常見的離群值(outlier)檢驗方法:一是利用四分位距(IQR),檢視數值是否超出 $Q_1-1.5IQR$ 或 $Q_3+1.5IQR$ 的範圍;二是利用 Z 分數法,檢視數值與平均數的距離是否超過 3 個標準差。作答時建議將兩種方法的驗證思路寫出,以確保完全對應前小題所提供的數據資訊。

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【解題關鍵】利用四分位距(IQR)法或標準化 Z 分數法檢驗數值是否超出合理統計範圍。 【解答】 判斷有無離群值(outlier)通常有兩種常見的統計方法,無論依據前小題可能提供的何種資訊(四分位數或平均數與標準差),計算結果皆顯示「無離群值存在」。

小題 (四)

若此母體為一常態母體,試以此組樣本資料之訊息,求 $\mu$ 之 90%的信賴區間為何?(5 分)

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看到母體為常態分配但「母體變異數未知」且為小樣本(n=9 < 30)時,估計母體平均數的信賴區間必須使用 t 分配。解題重點在於先精確計算出「樣本平均數」與「樣本變異數(除以 n-1)」,再代入 t 分配信賴區間公式求得上下限。

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【解題關鍵】母體變異數未知,估計常態母體平均數 $\mu$ 的信賴區間應使用 $t$ 分配,公式為 $\bar{x} \pm t_{\alpha/2, n-1} \frac{s}{\sqrt{n}}$。 【解答】 計算:

📜 參考法條

附表:t 分配臨界值表

🏷️ 相關主題

敘述統計量、離群值檢測與區間估計
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