111 原住民特考三等 經建行政 統計學 考古題詳解

111 年・原住民特考・三等・經建行政
試題代碼 統計學

第 一 題25 分

某公車在中午 12 點到下午 1 點到達車站的時間 XX,服從一致分布 U(0,1)U(0,1)。

若 12 點 15 分抵達車站,則趕上這班車的機率為何?

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核心觀念

本題考連續型隨機變數的一致分布。X∼U(0,1)X\sim U(0,1) 表示公車在中午 12 點至下午 1 點之間的到站時間均勻分布,任一時間長度區間所對應的機率,等於該區間長度除以總長度。

「12 點 15 分抵達」表示乘客從 12 點 15 分起等候,若公車在此時或之後抵達即可搭上車。題目假設公車會在下午 1 點前到站,且無其他搭乘限制。

解題方法

以中午 12 點為時間起點,將 12 點 15 分換算為小時,即 0.250.25。總觀察區間為 11 小時,因此趕上車的機率為:

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第 二 題25 分

已知入境旅客中有感染新冠肺炎的機率是 10−410^{-4}。某日甲入境接受快篩時,呈現陽性反應。已知「把沒感染驗成陽性」這種錯誤的機率是 110\frac{1}{10}。另外,「把有感染驗成陰性」的錯誤機率是 10−610^{-6}。

請問甲實際上真的是感染新冠肺炎的機率是多少?(近似值即可,四捨五入至小數點第三位)

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核心觀念

本題考貝氏定理,重點是區分「檢驗陽性的機率」與「陽性者實際感染的機率」。已知感染率、未感染者的偽陽性率,以及感染者的偽陰性率,要求的是陽性反應下實際感染的條件機率。

令 II 表示感染,++ 表示快篩陽性,則:

  • P(I)=10−4P(I)=10^{-4}
  • P(Ic)=1−10−4P(I^c)=1-10^{-4}
  • P(+∣Ic)=110P(+\mid I^c)=\frac{1}{10}
  • P(+∣I)=1−10−6P(+\mid I)=1-10^{-6}

解題方法

依全機率公式,陽性反應可能來自感染者驗出陽性,也可能來自未感染者驗出偽陽性:

P(+)=P(+∣I)P(I)+P(+∣Ic)P(Ic)P(+)=P(+\mid I)P(I)+P(+\mid I^c)P(I^c)

所求為陽性條件下實際感染的機率,套用貝氏定理:

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第 三 題25 分

以隨機電話訪問方式,訪問 1080 位 20 歲以上的民眾對某政策之支持度。

在 95% 的信心水準下,計算其抽樣誤差為 ±\pm 多少百分點?

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核心觀念

本題考查母體比例的抽樣誤差。民意調查中的「支持度」是比例估計問題;在未提供先前支持率時,採最保守的支持率 p=0.5p=0.5,因為 p(1−p)p(1-p) 在 p=0.5p=0.5 時達到最大值,據此計算的誤差範圍最大。

95% 信心水準的常態臨界值為 z0.975=1.96z_{0.975}=1.96。母體比例的近似抽樣誤差為

E=z0.975p(1−p)n。E=z_{0.975}\sqrt{\frac{p(1-p)}{n}}。

解題方法

樣本數 n=1080n=1080,以最保守假設 p=0.5p=0.5 計算:

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第 四 題15 分

在一項民調中隨機選 100 位選民,訪談其對司法的信心與對廢除死刑的態度,結果如下表:

對廢除死刑的態度有信心沒信心小計
贊成621880
反對81220
小計7030100

(一)在顯著水準 0.05 下以雙尾方式檢定:「對司法信心與對廢除死刑的態度」H0H_0:無關 vs. H1H_1:有關。(15 分)

(二)同上,以單尾方式檢定:

H0H_0:對司法信心與對廢除死刑的態度無關

vs.

H1H_1:對司法信心越高,越傾向廢除死刑。(10 分)

🖼️ 本題原卷含圖表。基於試題來源之版權考量,本站不轉載原卷影像; 題目文字已完整轉錄,圖表請自行參閱考選部公告之試題原檔。

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核心觀念

本題考驗「列聯表的獨立性卡方檢定」。在虛無假設 H0H_0 下,對司法的信心與對廢除死刑的態度彼此無關。

卡方統計量為

χ2=∑(O−E)2E,\chi^2=\sum\frac{(O-E)^2}{E},

其中 OO 為觀察次數,EE 為在獨立假設下的期望次數:

Eij=(第 i 列合計)(第 j 欄合計)n.E_{ij}=\frac{(\text{第 }i\text{ 列合計})(\text{第 }j\text{ 欄合計})}{n}.

本題為 2×22\times2 列聯表,自由度為

df=(2−1)(2−1)=1.df=(2-1)(2-1)=1.

(一)顯著水準 0.050.05 的雙尾檢定

1. 建立假設

H0:對司法的信心與對廢除死刑的態度無關H_0:\text{對司法的信心與對廢除死刑的態度無關} H1:對司法的信心與對廢除死刑的態度有關H_1:\text{對司法的信心與對廢除死刑的態度有關}

2. 計算期望次數

在 H0H_0 下,各格期望次數為:

有信心沒信心小計贊成80×70100=5680×30100=2480反對20×70100=1420×30100=620小計7030100\begin{array}{c|cc|c} & \text{有信心} & \text{沒信心} & \text{小計}\\ \hline \text{贊成} & \frac{80\times70}{100}=56 & \frac{80\times30}{100}=24 &80\\ \text{反對} & \frac{20\times70}{100}=14 & \frac{20\times30}{100}=6 &20\\ \hline \text{小計}&70&30&100 \end{array}

所有期望次數均大於 55,適合使用 Pearson 卡方檢定。

3. 計算檢定統計量

χ2=(62−56)256+(18−24)224+(8−14)214+(12−6)26=10.714.\begin{aligned} \chi^2 &=\frac{(62-56)^2}{56} +\frac{(18-24)^2}{24} +\frac{(8-14)^2}{14} +\frac{(12-6)^2}{6}\\ &=10.714. \end{aligned}

使用 2×22\times2 表的快速公式亦可得:

χ2=n(ad−bc)2(a+b)(c+d)(a+c)(b+d)\chi^2 = \frac{n(ad-bc)^2}{(a+b)(c+d)(a+c)(b+d)}

其中

a=62,b=18,c=8,d=12,a=62,\quad b=18,\quad c=8,\quad d=12,

因此

χ2=100(62×12−18×8)280×20×70×30=10.714.\chi^2 = \frac{100(62\times12-18\times8)^2} {80\times20\times70\times30} =10.714.

4. 作成判斷

在顯著水準 α=0.05\alpha=0.05、自由度 df=1df=1 下,

χ0.05,12=3.841.\chi^2_{0.05,1}=3.841.

因為

10.714>3.841,10.714>3.841,

故拒絕 H0H_0。

5. 結論

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