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普考申論題 114年 [工業工程] 工程統計學與品質管制概要

第 一 題

📖 題組:
某位技術人員專門針對某地的郵件機器提供維修服務,依照不同的故障情況,維修可能需要 1 小時、2 小時、3 小時或 4 小時,不同型態的故障情況的發生次數也大致相同。(每小題 5 分,共 25 分)
📝 此題為申論題,共 5 小題

小題 (一)

列出一次維修服務所需時間的機率分配。

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本題關鍵在於將文字描述轉化為統計模型。看到「發生次數大致相同」,應直覺聯想到「等機率」,進而判定此為離散均勻分配。解題時需先明確定義隨機變數,再列出其可能取值與對應之機率。

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【解題關鍵】利用題意判定機率分配類型(離散均勻分配),並建立隨機變數的機率質量函數(PMF)。 【解答】 Step 1 定義隨機變數:

小題 (二)

繪製機率分配圖。

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看到「發生次數大致相同」及「有限個離散結果」,應立即聯想到隨機變數服從離散均勻分配。解題時先定義隨機變數並求出機率質量函數(PMF),接著繪製橫軸為時間、縱軸為機率的針狀圖或長條圖即可。

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【解題思路】利用題意判斷隨機變數服從離散均勻分配,先寫出機率質量函數,再繪製對應的機率分配圖。 【詳解】 已知:

小題 (三)

證明此機率分配滿足離散機率函數的必要條件。

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首先釐清隨機變數定義與機率分配,本題為四種時間發生機率相同的「離散均勻分配」。接著列出離散機率質量函數(PMF)的兩個必要條件(機率非負性與機率總和為1),並將題目數值代入驗證即可得證。

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【解題思路】利用離散均勻分配的定義,並驗證機率質量函數(PMF)的兩個基本公理:機率非負性與機率總和為 1。 【詳解】 已知:

小題 (四)

維修時間需要 3 小時的機率是多少?

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看到題目敘述「發生次數大致相同」,應立刻聯想到古典機率中的「等可能事件」或統計學上的「離散型均勻分配」。只需確認所有可能發生的維修時間總數,再以 1 除以總數,即可求得特定時間的機率。

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【解題關鍵】由「發生次數大致相同」可知維修時間的機率服從離散型均勻分配。 【解答】 Step 1:定義隨機變數

小題 (五)

假設有人要求維修服務,但故障情況未知,又假設現在是下午 3 點,技術人員通常在下午 5 點下班,請問技術人員今天超時工作的機率是多少?

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首先需辨識出「發生次數大致相同」代表隨機變數服從離散型均勻分配,接著釐清下午3點至5點的可用工作時間為2小時。最後計算隨機變數大於可用時間(即大於2小時)的機率總和即可求解。

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【解題關鍵】判斷隨機變數服從離散型均勻分配,並計算所需時間大於剩餘工作時間的機率。 【解答】 Step 1:定義隨機變數與機率分配

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