113 關務特考四等 關稅統計(選試英文) 統計學概要 考古題詳解

113 年・關務特考・四等・關稅統計(選試英文)
試題代碼 統計學概要

第 一 題15 分

【試卷參考值】

P(Z>zα)=αP(Z>z_{\alpha})=\alpha;

z0.05=1.645z_{0.05}=1.645;z0.025=1.96z_{0.025}=1.96;z0.2119=0.8z_{0.2119}=0.8;z0.0559=1.59z_{0.0559}=1.59;

z0.0233=1.99z_{0.0233}=1.99;z0.1539=1.02z_{0.1539}=1.02。

P(χ2>χα2(n))=αP(\chi^2>\chi^2_{\alpha}(n))=\alpha;

χ0.052(3)=7.81\chi^2_{0.05}(3)=7.81;χ0.052(2)=5.99\chi^2_{0.05}(2)=5.99;χ0.052(6)=12.592\chi^2_{0.05}(6)=12.592。

P(F>Fα(n1,n2))=αP(F>F_{\alpha}(n_1,n_2))=\alpha;

F0.05(2,27)=3.35F_{0.05}(2,27)=3.35;

F0.025(2,10)=5.46F_{0.025}(2,10)=5.46;F0.05(5,10)=3.33F_{0.05}(5,10)=3.33;F0.05(6,12)=3F_{0.05}(6,12)=3。

假設股票本益比樣本的平均值為 13.513.5,標準差為 22。如果這些股票本益比呈現鐘形分布,說明落在 11.511.5 及 15.515.5 之間的股票本益比的比例為何?落在 7.57.5 及 19.519.5 之間的股票本益比的比例為何?

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核心觀念

本題考「鐘形分布」下的經驗法則(Empirical Rule):若資料分布近似鐘形,約有 68% 的觀測值落在平均數正負 1 個標準差內,約有 95% 落在平均數正負 2 個標準差內。

解題方法

已知樣本平均數 xˉ=13.5\bar{x}=13.5、標準差 s=2s=2。

(一)落在 11.511.5 至 15.515.5 之間

兩端與平均數的距離為:

13.5−11.5=15.5−13.5=2=s13.5-11.5=15.5-13.5=2=s

因此區間是平均數正負 1 個標準差,即 xˉ±s\bar{x}\pm s。依鐘形分布的經驗法則,約有 68%68\% 的資料落在此區間。

(二)落在 7.57.5 至 19.519.5 之間

兩端與平均數的距離為:

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第 二 題25 分

33 名學生參加某家大型企業公司的暑期工作面試。每個學生的面試結果,要不是收到某個職位的錄用通知(YY),就是沒有收到錄用通知(NN)。實驗結果(experimental outcome)是根據 33 名學生面試的結果來定義。

(一)請列出所有可能實驗結果。

(二)定義一個代表錄用人數的隨機變數,說明該隨機變數之類型及其可能值之範圍。寫出每個實驗結果對應的隨機變數之值。

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核心觀念

本題考查「樣本空間」與「隨機變數」的基本定義。每位學生的面試結果只有兩種:收到錄用通知 YY,或未收到錄用通知 NN。三位學生的結果依學生順序組成一個有序結果,因此每一種實驗結果都是一個長度為 33 的 Y/NY/N 序列。

解題方法

每位學生各有 22 種結果,且三位學生的結果都要納入,因此可能實驗結果共有

23=82^3=8

種。依序列出如下:

(一)所有可能實驗結果

S={YYY,  YYN,  YNY,  YNN,  NYY,  NYN,  NNY,  NNN}S=\{YYY,\;YYN,\;YNY,\;YNN,\;NYY,\;NYN,\;NNY,\;NNN\}

其中,例如 YNYYNY 表示第 1 位與第 3 位學生收到錄用通知,第 2 位學生未收到。

(二)錄用人數的隨機變數

令隨機變數 XX 表示三位學生中收到錄用通知的人數。XX 將每個實驗結果對應到一個數值,屬於離散型隨機變數;其可能值為

X∈{0,1,2,3}X\in\{0,1,2,3\}
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第 三 題20 分

依據某國家勞動統計單位報告指出,20182018 年有 10.2%10.2\% 的工人加入工會。假設某工會在 20232023 年蒐集了 400400 名工人的樣本,詢問是否會加入工會。樣本結果顯示,400400 名工人中有 4747 名工人加入工會。

在 5%5\% 的顯著水準下,以計算 pp 值的方式進行假設檢定,並寫下假設檢定的所有過程,請確認工會組織持續的努力是否有提升工人加入工會的意願?

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核心觀念

本題考查單一母體比例的右尾假設檢定。以 2018 年工會加入比例 p0=0.102p_0=0.102 為基準,檢驗 2023 年工人加入工會的比例 pp 是否提高。

顯著水準為 α=0.05\alpha=0.05。由於樣本數 n=400n=400,且在虛無假設下:

np0=400(0.102)=40.8,n(1−p0)=400(0.898)=359.2np_0=400(0.102)=40.8,\qquad n(1-p_0)=400(0.898)=359.2

兩者皆大於 5,適合以常態近似進行單一比例 ZZ 檢定。

解題方法與假設

題目要確認加入意願「是否有提升」,因此採用右尾檢定:

H0:p=0.102H_0:p=0.102 H1:p>0.102H_1:p>0.102

其中 H0H_0 代表比例未提高,H1H_1 代表比例提高。檢定時的標準誤須使用虛無假設比例 p0p_0 計算。

檢定統計量

樣本中有 4747 人加入工會,樣本比例為:

p^=47400=0.1175\hat p=\frac{47}{400}=0.1175

在 H0H_0 成立時,樣本比例的標準誤為:

SE0=p0(1−p0)n=0.102(0.898)400≈0.01513SE_0=\sqrt{\frac{p_0(1-p_0)}{n}} =\sqrt{\frac{0.102(0.898)}{400}} \approx 0.01513

因此檢定統計量為:

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第 四 題25 分

有 22 家具有支配市場地位的公司,公司 A 與公司 B 最近積極執行廣告活動,以增加其產品的市場占有率。

在廣告活動開始之前,公司 A 的市場占有率是 45%45\%,公司 B 的市場占有率是 40%40\%,其他競爭者則為其餘的 15%15\%。

為了確認廣告活動之後這些市場占有率是否有所改變,公司 A 蒐集了 200200 位使用該項產品之顧客的隨機樣本,並詢問對產品偏好的資料。200200 位顧客當中,102102 位表明偏好公司 A 的產品,8282 位偏好公司 B 的產品,其餘 1616 位偏好其他競爭者的產品。

在 5%5\% 的顯著水準下,請以卡方檢定來判定在廣告活動之後,顧客偏好的程度是否改變,並寫出假設檢定的所有過程。

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核心觀念

本題考驗卡方適合度檢定,用來判斷一組類別資料的觀察次數,是否符合指定的理論比例。廣告活動前的市場占有率可視為虛無假設下的比例;廣告活動後抽得的顧客偏好次數則為觀察次數。

令公司 A、公司 B、其他競爭者的廣告後偏好比例分別為 pA,pB,pOp_A,p_B,p_O,檢定:

H0:(pA,pB,pO)=(0.45,0.40,0.15)H_0:(p_A,p_B,p_O)=(0.45,0.40,0.15) H1:至少一個廣告後偏好比例不同於廣告前比例H_1:\text{至少一個廣告後偏好比例不同於廣告前比例}

本題使用的卡方檢定統計量為:

χ2=∑i=1k(Oi−Ei)2Ei\chi^2=\sum_{i=1}^{k}\frac{(O_i-E_i)^2}{E_i}

其中 OiO_i 是第 ii 類的觀察次數,EiE_i 是虛無假設下的期望次數。因類別數為 k=3k=3,且未由樣本估計額外參數,自由度為 k−1=2k-1=2。

解題方法

在虛無假設成立時,200200 位顧客依照廣告前的比例分配,期望次數為:

EA=200(0.45)=90,EB=200(0.40)=80,EO=200(0.15)=30E_A=200(0.45)=90,\qquad E_B=200(0.40)=80,\qquad E_O=200(0.15)=30

整理觀察次數與期望次數:

類別觀察次數 OiO_i期望次數 EiE_i
公司 A10290
公司 B8280
其他競爭者1630

計算檢定統計量:

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第 五 題15 分

湯泉庭園綠化公司蒐集了 1414 戶家庭房屋價值(單位:千美元,下同)和景觀美化支出的數據,希望開發預測模型來向潛在客戶行銷。令 xx 為房屋價值,yy 為景觀美化支出,原始資料整理如下:

xˉ=∑xin=5,76114=411.5\bar{x}=\frac{\sum x_i}{n}=\frac{5{,}761}{14}=411.5 yˉ=∑yin=211.714=15.1214\bar{y}=\frac{\sum y_i}{n}=\frac{211.7}{14}=15.1214 ∑(xi−xˉ)(yi−yˉ)=8,194.15\sum (x_i-\bar{x})(y_i-\bar{y})=8{,}194.15 ∑(xi−xˉ)2=382,633.5\sum (x_i-\bar{x})^2=382{,}633.5

請使用最小平方法建立估計迴歸方程式,並預測價值 575575 千美元的房屋所需的景觀美化支出。

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核心觀念

本題考最小平方法的一元線性迴歸。以房屋價值 xx 預測景觀美化支出 yy,估計迴歸方程式為

y^=b0+b1x\hat{y}=b_0+b_1x

其中斜率與截距分別為

b1=∑(xi−xˉ)(yi−yˉ)∑(xi−xˉ)2,b0=yˉ−b1xˉ.b_1=\frac{\sum (x_i-\bar{x})(y_i-\bar{y})}{\sum (x_i-\bar{x})^2}, \qquad b_0=\bar{y}-b_1\bar{x}.

解題方法

先以題目提供的離均差交乘和與 xx 的離均差平方和計算斜率:

b1=8,194.15382,633.5≈0.02141.b_1=\frac{8{,}194.15}{382{,}633.5}\approx 0.02141.

再代入兩變數的平均數,求截距:

b0=15.1214−(0.02141)(411.5)≈6.3101.b_0=15.1214-(0.02141)(411.5)\approx 6.3101.

因此,估計迴歸方程式為

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