高考申論題
114年
[統計] 統計學
第 一 題
📖 題組:
育嬰津貼的實施是否提升各市鎮新生兒人數?隨機抽取 14 個市鎮,得到實施前後之新生兒人數(單位:百人)統計如下: (每小題 10 分,共 40 分) (附表格略,詳見原圖。其中提供實施前與實施後各 14 筆數據) (附表一:t 表) (附表二:Critical Values for the Wilcoxon Rank-Sum Test) (附表三:Critical Values for the Wilcoxon Signed-Rank Test)
育嬰津貼的實施是否提升各市鎮新生兒人數?隨機抽取 14 個市鎮,得到實施前後之新生兒人數(單位:百人)統計如下: (每小題 10 分,共 40 分) (附表格略,詳見原圖。其中提供實施前與實施後各 14 筆數據) (附表一:t 表) (附表二:Critical Values for the Wilcoxon Rank-Sum Test) (附表三:Critical Values for the Wilcoxon Signed-Rank Test)
📝 此題為申論題,共 4 小題
小題 (一)
顯著水準為 0.05 之下,試以 t 檢定說明是否育嬰津貼實施後新生兒人數增加。
思路引導 VIP
本題比較同一組市鎮在政策實施前後的新生兒人數差異,資料具有配對相依特性,應使用「成對樣本 t 檢定」(Paired-sample t-test)。計算時先求出各配對的差值,再針對差值的母體平均數是否大於零進行單尾(右尾)檢定。
小題 (二)
若實施後各市鎮新生兒人數平均增加 360 人,試問(一)中檢定方法之型二誤差為何?
思路引導 VIP
看到這題,首先要注意「單位陷阱」,新生兒人數單位為「百人」,因此平均增加 360 人代表真實母體差值均數 $\mu_d = 3.6$。接著,雖然題目附了多種表格,但在給定具體對立假說參數下求「型二誤差」,通常預設使用參數統計(成對樣本 t 檢定)。解題關鍵在於先算出樣本差值的標準差,求出檢定不拒絕域的臨界值,再將真實的 $\mu_d = 3.6$代入 t 分配求出落入不拒絕域的機率。
小題 (三)
試以直方圖判斷本題使用 t 檢定所需的常態假設之合理性。
思路引導 VIP
配對樣本 t 檢定的常態假設是針對『成對差值』而非原始資料。考生應先計算出實施前後的差值,建立次數分配表並畫出直方圖,藉由圖形的對稱性與是否有極端值來評估常態假設。
小題 (四)
顯著水準為 0.05 之下,試以 Wilcoxon 無母數方法進行檢定。
思路引導 VIP
這是一道成對樣本的無母數檢定題。因為要比較同一個市鎮實施前後的差異,應採用魏克森符號秩檢定 (Wilcoxon Signed-Rank Test)。解題步驟:先求出前後差值並剔除差值為 0 的樣本,接著將差值取絕對值由小到大排序並給予平均秩數,最後分別加總正負差值對應的秩數,以較小的方向為統計量,與附表臨界值比較作結論。
📜 參考法條
附表一:t 表
附表二:Critical Values for the Wilcoxon Rank-Sum Test
附表三:Critical Values for the Wilcoxon Signed-Rank Test
成對樣本檢定與誤差分析
💡 針對同一群體前後測數據,應採成對樣本分析並驗證常態假設。
| 比較維度 | 成對樣本 t 檢定 | VS | Wilcoxon 符號秩檢定 |
|---|---|---|---|
| 分配假設 | 差值須服從常態分配 | — | 無分配限制(對稱即可) |
| 檢定依據 | 差值的樣本平均數 | — | 差值絕對值的秩次和 |
| 優缺點 | 常態下檢定力最強 | — | 對極端值較具穩健性 |
💬當樣本不符合常態性時,應捨棄 t 檢定改採 Wilcoxon 無母數檢定。