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高考申論題 107年 [統計] 抽樣方法

第 一 題

📖 題組:
三、假設總樣本數是 150。再假設研究者把母體分成三層並且取得以下相關資訊: ● 第一層有 100 個抽樣單元、母體變異數 16; ● 第二層有 200 個抽樣單元、母體變異數 25; ● 第三層有 300 個抽樣單元、母體變異數 36; 請回答:假設抽樣成本是一致的,請問根據最佳分配原則, (一)第一層分配到樣本數是多少(答案請四捨五入到個位數)?(5 分) (二)第二層分配到樣本數是多少(答案請四捨五入到個位數)?(5 分) (三)第三層分配到樣本數是多少(答案請四捨五入到個位數)?(5 分)
📝 此題為申論題,共 3 小題

小題 (一)

第一層分配到樣本數是多少(答案請四捨五入到個位數)?(5 分)

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看到「最佳分配原則」且「抽樣成本一致」,應立即聯想到奈曼配置(Neyman Allocation)。解題時務必小心題目給的是「變異數」,必須先開根號求出「標準差」,再代入公式計算比例。

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【解題關鍵】使用奈曼配置(Neyman Allocation)公式,在抽樣成本一致下,各層樣本數 $n_h = n \times \frac{N_h \sigma_h}{\sum N_i \sigma_i}$,注意需將題目給的母體變異數開根號轉換為標準差。 【解答】 Step 1:計算各層的母體標準差($\sigma_h$)

小題 (二)

第二層分配到樣本數是多少(答案請四捨五入到個位數)?(5 分)

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本題考查分層抽樣的最佳分配(Optimal Allocation)。當各層抽樣成本一致時,最佳分配即為尼曼分配(Neyman Allocation),解題時應先將各層的母體變異數開根號求得標準差(S_h),再利用權重比例計算該層應分配的樣本數。

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【解題關鍵】當各層抽樣成本固定且相同時,最佳分配等同於尼曼分配(Neyman Allocation),其樣本分配公式為 $n_h = n \times \frac{N_h S_h}{\sum N_i S_i}$。 【解答】 計算:

小題 (三)

第三層分配到樣本數是多少(答案請四捨五入到個位數)?(5 分)

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看到「各層抽樣成本一致」且要求「最佳分配」,應立即聯想到使用紐曼分配(Neyman allocation)公式。計算時最容易犯的錯是直接使用題目給的「變異數」,代入公式前務必先開根號求出「標準差」。

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【解題關鍵】當各層抽樣成本一致時,最佳分配即為紐曼分配(Neyman allocation),公式為 $n_h = n \times \frac{N_h S_h}{\sum N_i S_i}$,須注意先將母體變異數開根號求得標準差。 【解答】 Step 1:確認各層母體大小 $N_h$ 與標準差 $S_h$(由母體變異數開根號而得)

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