免費開始練習
高考申論題 114年 [統計] 抽樣方法與迴歸分析

第 一 題

📖 題組:
某市政府工務單位欲瞭解其約聘僱人員的工作滿意度分數 Y(分數愈高滿意度愈高)之影響因素,考慮以下解釋變數: $X_1$:工作年資(年) $X_2$:薪資(千元) 及學歷(分「高中及以下」、「大專」、「研究所及以上」等三類),並定義變數如下: $X_3 = \begin{cases} 1 & 大專學歷 \\ 0 & 其他 \end{cases}$, $X_4 = \begin{cases} 1 & 研究所及以上學歷 \\ 0 & 其他 \end{cases}$ 若蒐集 30 位約聘僱人員的資料,將 Y 對 $X_1$、$X_2$、$X_3$ 和 $X_4$ 進行迴歸分析,得到以下迴歸模型的估計: 估計值 標準誤 截距項 13.24 7.29 $X_1$ 8.69 2.56 $X_2$ 1.35 0.38 $X_3$ 4.92 2.10 $X_4$ 5.89 4.10 SST=989.7,$s=4.8$ SST 為總變異平方和(total sum of squares),$s$ 為迴歸誤差之標準差的估計值。回答以下問題:
📝 此題為申論題,共 7 小題

小題 (一)

說明所建立的迴歸模型及其所需誤差的假設。(6 分)

思路引導 VIP

本題測驗多元線性迴歸模型之基本設定與古典線性迴歸模型(CLRM)的誤差項假設。作答時應先列出包含下標 $i$ 的母體迴歸模型公式,接著條列式寫出誤差項 $\epsilon_i$ 的四大假設(常態性、獨立性、變異數同質性、期望值為零),這是統計學國考必拿的基本分數。

🤖
AI 詳解
AI 專屬家教

【破題】建立多元線性迴歸模型需明確定義反應變數與各解釋變數之線性關係,並對隨機誤差項進行嚴謹之統計假設,以確保最小平方法(OLS)估計量具備優良統計性質與推論基礎。 【論述】 一、建立之迴歸模型

小題 (二)

分別說明 X3與 X4之估計的迴歸係數的意義。(6 分)

思路引導 VIP

本題測驗「虛擬變數(Dummy Variable)」在多元迴歸模型中的係數解釋能力。看到類別變數被拆分成兩個虛擬變數,首先必須確認隱含的「基準組(Reference Group)」為何(此題為高中及以下學歷)。在解釋係數意義時,務必要寫出「在控制其他變數不變的情況下」,並指出該類別與基準組在依變數平均值上的差異。

🤖
AI 詳解
AI 專屬家教

本題中,學歷變數被轉換為兩個虛擬變數 $X_3$ 與 $X_4$。當 $X_3=0$ 且 $X_4=0$ 時,代表模型的基準組(Reference group)為「高中及以下」學歷。其迴歸係數意義分別解釋如下:

  1. $X_3$ 估計的迴歸係數為 4.92: 代表在「控制工作年資 ($X_1$) 與薪資 ($X_2$) 等其他變數不變」的情況下,「大專學歷」的約聘僱人員其平均工作滿意度分數,較「高中及以下學歷」的約聘僱人員高出 4.92 分。

小題 (三)

以顯著水準為 0.05,分別檢定 X3與 X4的迴歸係數之顯著性。(10 分)

思路引導 VIP

看到個別迴歸係數的顯著性檢定,首先聯想到使用 t 檢定。解題時需精確列出檢定統計量公式(估計值除以標準誤),並正確計算自由度(n-k-1)以找出對應的臨界值,最後再進行雙尾檢定的推論。

🤖
AI 詳解
AI 專屬家教

【解題關鍵】使用 t 檢定進行個別迴歸係數之顯著性檢定,檢定統計量公式為 $t = \frac{\hat{\beta}_j}{SE(\hat{\beta}_j)}$,自由度為 $n - k - 1$。 【解答】 計算:

小題 (四)

寫出此配適模型的變異數分析(analysis of variance)表,並詳細說明計算過程。(10 分)

思路引導 VIP

看到建構變異數分析(ANOVA)表的題目,首先確認樣本數(n)與自變數個數(k)以推導自由度。接著利用給定的迴歸誤差標準差(s)反推均方誤差(MSE)與誤差平方和(SSE),最後利用 SST = SSR + SSE 的關係式補齊所有平方和、均方與 F 檢定統計量。

🤖
AI 詳解
AI 專屬家教

【解題關鍵】利用樣本數 n 與自變數個數 k 推導自由度,並由迴歸誤差標準差估計值 s 反求誤差平方和(SSE),進而完成變異數分析表(ANOVA Table)。 【解答】 計算:

小題 (五)

以顯著水準為 0.05,檢定此迴歸模型之所有解釋變數的係數是否皆等於 0。(6 分)

思路引導 VIP

看到「檢定此迴歸模型之所有解釋變數的係數是否皆等於 0」,應立即判斷為考查「整體迴歸模型顯著性 F 檢定(Overall F-test)」。解題關鍵是利用題目給的迴歸誤差標準差估計值 s,先求出均方誤差(MSE)與誤差平方和(SSE),再配合總變異平方和(SST)反推迴歸平方和(SSR),最後代入 F 檢定統計量公式。

🤖
AI 詳解
AI 專屬家教

【解題關鍵】利用變異數分析(ANOVA)進行整體迴歸模型顯著性 F 檢定,公式為 F = MSR / MSE = ((SST - SSE)/k) / (SSE/(n-k-1))。 【解答】 計算:

小題 (六)

計算調整的判定係數(adjusted coefficient of determination)。(6 分)

思路引導 VIP

看到計算「調整的判定係數 (Adjusted R-squared)」,首先應聯想到其公式為 1 - (MSE / MST)。接著從題幹提取所需數值:利用誤差標準差估計值 s 求出 MSE (s^2),再利用 SST 與總自由度 (n-1) 求出 MST,代入公式即可求解。

🤖
AI 詳解
AI 專屬家教

【解題關鍵】利用誤差標準差估計值計算出均方誤差(MSE),再套用調整的判定係數公式 $R^2_a = 1 - \frac{MSE}{MST}$ 求解。 【解答】 計算:

小題 (七)

說明均方誤(mean squared error,MSE)的定義與意義,並計算此配適模型的 MSE 值。(6 分)

思路引導 VIP

看到此題,應先回想均方誤(MSE)的統計學定義:殘差平方和(SSE)除以其自由度,代表誤差項變異數的估計量。計算上,題目已給定迴歸誤差之標準差估計值 s,直接利用 MSE = s² 的關係即可迅速求得答案,無須利用 SST 等其他數據進行繁複推導。

🤖
AI 詳解
AI 專屬家教

【破題】本題測驗均方誤(MSE)在迴歸分析中的核心統計含意,以及與迴歸誤差標準差($s$)之間的數學轉換關係。 【論述】 一、均方誤(MSE)之定義

📜 參考法條

附表一:Percentage Points of the t Distribution 附表二:Table of Probabilities for the F Distribution
📝 多元線性迴歸分析
💡 運用多變量數據建立模型,並透過檢定與變異數分析評估解釋力。
  • 模型假設(LINE):線性、獨立性、常態性、變異數齊一性。
  • 參數檢定:個別係數顯著性採 t 檢定;模型整體顯著性採 F 檢定。
  • 虛擬變數解釋:係數代表該類別與基準組(高中以下)之平均值差異。
  • 變異數分解:SST = SSR + SSE,用於計算判定係數與 F 值。
🧠 記憶技巧:誤差假設記 LINE,單檢用 t 總檢 F,虛擬變數看基準。
⚠️ 常見陷阱:計算 MSE 或 F 值時,分母自由度 (n-k-1) 容易遺漏截距項而算錯。
多重共線性 判定係數與調整後 R 平方 殘差分析與模型診斷

🏷️ AI 記憶小卡 VIP

AI 記憶小卡

升級 VIP 解鎖記憶小卡

考前複習神器,一眼掌握重點

🏷️ 相關主題

迴歸模型建立、檢定與模型評估
查看更多「[統計] 抽樣方法與迴歸分析」的主題分類考古題