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高考申論題 114年 [工業工程] 工程統計學與品質管制

第 二 題

📖 題組:
一、一項新光阻塗覆製程被使用於製造積體電路的 125 毫米晶片的生產。挑 10 片晶片測試,測量的光阻厚度(單位:埃×1000)如下:13.3987、13.3957、13.3902、13.4015、13.4001、13.3918、13.3965、13.3925、13.3946 及 13.4002。(每小題 10 分,共 20 分)
題組圖片
📝 此題為申論題,共 2 小題

小題 (二)

假設厚度資料呈常態分配,求厚度平均數 99%的雙邊信賴區間。

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本題母體變異數未知且樣本數較小(n=10),但在母體服從常態分配的假設下,應使用 Student's t 分配來建構母體平均數的信賴區間。解題關鍵在於先精確計算出樣本平均數與樣本標準差,接著根據給定的信賴水準與自由度從 t 分配表查得臨界值,最後代入區間估計公式求得上下界。

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【解題關鍵】因母體變異數 $\sigma^2$ 未知,應使用 Student's t 分配建構母體平均數 $\mu$ 的 $100(1-\alpha)%$ 信賴區間:$\bar{x} \pm t_{\alpha/2, n-1} \frac{s}{\sqrt{n}}$。 【解答】 Step 1:定義變數與條件

小題 (一)

請檢定厚度平均為 13.4×1000 Å 的假設。請使用 α=0.05,並說明其雙邊對立假設。

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遇到母體變異數未知且為小樣本(n<30)的單一母體平均數檢定,應立即聯想到使用 Student's t 檢定。解題時先依題意設定虛無與雙邊對立假設,接著算出樣本平均數與樣本標準差並代入 t 統計量公式,最後與查表所得的臨界值比對以決定是否拒絕虛無假設。

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【解題關鍵】母體變異數未知且樣本數較小($n=10 < 30$),需使用單一母體平均數的 $t$ 檢定(One-sample t-test)。 【解答】 Step 1:定義參數與建立假設

📜 參考法條

附表一:Student's t Distribution Table

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統計推論與假設檢定
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