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普考申論題 113年 [工業工程] 工程統計學與品質管制概要

第 一 題

📖 題組:
假設在某一學期的統計學全班(共 8 人)兩次的段考成績如下: 甲 乙 丙 丁 戊 己 庚 辛 第一次 65 76 86 62 48 90 72 61 第二次 80 97 92 76 84 82 93 76 請問:(每小題 10 分,共 30 分)
📝 此題為申論題,共 3 小題

小題 (一)

兩次考試的全班變異數分別是多少?

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看到變異數計算題,首先需確認資料是「母體」還是「樣本」。本題已明示「全班(共 8 人)」,故應將其視為母體,使用母體變異數公式(分母為 N)進行計算;為求答題嚴謹,可同時補充樣本變異數(分母為 n-1)之結果以防閱卷標準差異。接著依序計算平均數、離均差平方和(SS),最後除以資料數即可得出變異數。

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【解題關鍵】本題因明示「全班共 8 人」,故將資料視為母體,使用母體平均數 $\mu = \frac{\sum x_i}{N}$ 及母體變異數 $\sigma^2 = \frac{\sum (x_i - \mu)^2}{N}$ 之公式進行計算。若將其視為抽樣樣本,則使用樣本變異數 $s^2 = \frac{\sum (x_i - \bar{x})^2}{n-1}$。 【解答】 令 $X$ 為第一次考試成績,$Y$ 為第二次考試成績,學生總數 $N = 8$。

小題 (二)

甲生在兩次考試中的 Z 分數(Z-score)分別是多少?

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看到求 Z 分數(標準化值)的題目,首先須回憶公式 Z = (X - μ) / σ。接著需判斷題目給定的資料為母體還是樣本(本題指明「全班」,故視為母體較為嚴謹),然後分別計算出兩次考試的平均數與標準差,最後將甲生的成績代入公式即可求解。

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【解題關鍵】Z分數(標準化值)公式為 $Z = \frac{X - \mu}{\sigma}$,其中 $\mu$ 為平均數,$\sigma$ 為標準差。 【解答】 因題目敘述為「全班(共 8 人)」,故將此 8 筆資料視為母體資料進行計算(母體數 $N = 8$)。

小題 (三)

依照第(二)題的 Z 分數結果顯示,請問甲生在那次考試表現較佳,並說明原因。

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本題測驗「Z分數(標準分數)」的計算與判讀。即使原始分數較高,仍需計算兩次考試的班級平均與標準差。Z分數代表個人在群體中的相對位置,Z分數越大(或負值越小),代表相對表現越好。

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【解題關鍵】利用 Z 分數($Z = \frac{X - \mu}{\sigma}$)比較不同分配下的相對位置,Z 分數越大代表在群體中相對表現越佳。 【解答】 計算:Step 1 求出兩次考試的平均數與標準差(因資料為全班 8 人,視為母體進行計算)

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