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高考申論題 109年 [教育行政] 教育測驗與統計

第 一 題

📖 題組:
某位統計學家根據 81 名抽樣學生的努力程度(X,單位:小時)與學業成績(Y,單位:分)兩個變項分數,建立起一條迴歸方程式及其估計參數如下所示: Ŷ = 62.75 + 0.8 * X,R² = .81,型一誤差 α = .05 其中,方程式的截距項估計值(I 值)為 62.75,斜率項估計值(B 值)為 0.8,其估計標準誤 SE(B) 為 0.125,整條方程式的決定係數為 R² = .81。請問:(每小題 5 分,共 25 分)
📝 此題為申論題,共 5 小題

小題 (一)

經檢定結果,該迴歸係數是否已達顯著(α = .05 時,查表臨界點 t = ±2)?

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檢定迴歸係數(斜率 B)是否顯著,需計算 t 值。t 值的公式是「係數值 / 標準誤」。計算後與臨界值 ±2 比較即可。

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【理論依據】$t = \frac{B}{SE(B)}$ 【分析】

  1. 計算 $t = \frac{0.8}{0.125} = 6.4$。

小題 (二)

努力程度(X)與學業成績(Y)兩個變項之間的相關係數是多少?

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在簡單線性迴歸中,相關係數 r 等於決定係數 $R^2$ 的平方根。注意正負號需與斜率 B 的正負號一致。

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【理論依據】$r = \sqrt{R^2}$,且 $r$ 之正負號與斜率 $B$ 相同。 【分析】

  1. $R^2 = 0.81$,則 $r = \pm\sqrt{0.81} = \pm 0.9$。

小題 (三)

若某考生的努力程度為 10 小時,則預測該考生的學業成績為幾分?

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直接將 X = 10 代入題目給予的迴歸方程式進行預測(點預測)。

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【分析】 將 $X = 10$ 代入方程式: $\hat{Y} = 62.75 + 0.8 \times (10) = 62.75 + 8 = 70.75$

小題 (四)

若將上述的 X 與 Y 兩變項均標準化後,再求其迴歸方程式,則方程式該如何表達?

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當變項標準化後(Z 分數),截距項必為 0,且標準化斜率(Beta)在簡單線性迴歸中就等於相關係數 r。

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【理論依據】標準化迴歸方程式為 $Z_{\hat{Y}} = \beta Z_X$,其中在單變量迴歸中 $\beta = r$。 【分析】

  1. 截距項標準化後為 0。

小題 (五)

若該統計學家想改以學業成績(Y)來預測努力程度(X)的話,則該預測結果的標準化迴歸方程式應該如何表達?

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這是易錯點。換成 Y 預測 X,標準化斜率依然是 X 與 Y 的相關係數 r(因為相關係數具備對稱性)。

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【理論依據】交換預測變項後,標準化迴歸係數仍等於相關係數 $r$。 【分析】

  1. 此時為 $Z_{\hat{X}} = \beta Z_Y$。

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