112 原住民特考三等 經建行政 統計學 考古題詳解
第 一 題20 分
疫苗效力(vaccine efficacy)定義為參加實驗的自願者中,染疫人數中注射安慰劑(沒有疫苗保護)的百分比。某藥廠開發一款 COVID-19 疫苗,宣稱其疫苗效力為 。假設該疫苗被核准上市,且該疫苗的施打涵蓋率約為 。以 2023 年 COVID-19 發生率為每 10 萬人約 5,000 人感染為基礎,請問:
施打該疫苗的民眾中,染疫的機率有多少?
又未施打疫苗的民眾中,染疫的機率有多少?
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核心觀念
本題考疫苗效力與疫苗涵蓋率的條件機率換算。疫苗效力 表示接種者的感染風險相較於未接種者降低 ,因此:
涵蓋率 是接種人口占總人口的比例;整體感染率則是接種者與未接種者感染率的加權平均。題目給的每 10 萬人約 5,000 人感染,即整體感染率為 。
解題方法
令接種者感染率為 ,未接種者感染率為 。由疫苗效力定義:
依涵蓋率將整體感染率分解:
代入 :
第 二 題30 分
民意調查機構想要規劃一份問卷調查,調查民眾對於特定議題的支持度(從不支持到支持以 尺度測量支持的程度)。根據過去的經驗,各支持尺度的比率如下表:
| 支持度 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 比率 |
(一)在 的信賴度下,抽樣誤差設定為 時,所需的最小的樣本數為何?
(二)如果我們只需要針對是否支持( 視為不支持, 視為支持)做推論,在 的信賴度下,抽樣誤差設定為 時,所需的最小樣本數為何?
(三)對於這份調查你的樣本數規劃建議為何?
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核心觀念
本題分別考查:
- 以支持度 的平均數作推論時,母體平均數的樣本數估計。
- 將支持度二分為「不支持」與「支持」後,母體比例的樣本數估計。
- 同一份問卷若同時進行兩種推論,樣本數應取需求較大者。
以下假設採簡單隨機抽樣、母體數很大,且不考慮有限母體修正。 信賴度使用 。
(一)估計支持度平均數
1. 計算母體平均數與變異數
支持度的期望值為
再計算
因此母體變異數為
2. 套用平均數的樣本數公式
平均數的抽樣誤差設定為 ,即支持度尺度上的絕對誤差
樣本數公式為
樣本數必須無條件進位,因此
(二)估計是否支持的比例
1. 計算支持比例
題目規定:
- 為不支持;
- 為支持。
因此支持比例為
不支持比例為
第 三 題50 分
某高中模擬考隨機抽出女、男各 位同學的成績敘述性統計如下表。假設各科分數服從常態分配。請建立適當的參數符號,完成下列推論。
| 統計量 | 女生第 2 次 | 女生第 1 次 | 男生第 2 次 | 男生第 1 次 |
|---|---|---|---|---|
| mean | ||||
| stdev | ||||
| corr | $0.6723 | $0.4658 |
(一)請分別計算女生、男生兩次模擬考差的平均值的 信賴區間。
(二)在 的顯著水準下,請檢定女生、男生兩次模擬考總和平均值是否有顯著性差異。
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核心觀念
本題同時考查:
- 成對樣本平均差的信賴區間:同一位學生參加第 1、2 次考試,因此兩次成績具有相關性,應以成對樣本處理。
- 共變異數與相關係數的關係:
- 兩個獨立母體平均數的檢定:女生與男生為不同學生,兩組樣本彼此獨立;先將每位學生兩次成績相加,再比較兩組「總和」的平均數。
(一)女生、男生兩次模擬考差的平均值之 95% 信賴區間
令第 2 次成績減第 1 次成績為
則成對樣本平均差的 95% 信賴區間為
其中
1. 女生
女生平均差為
差值的樣本變異數為
因此
平均差的標準誤為
所以女生平均差的 95% 信賴區間為
因此,女生第 2 次與第 1 次成績平均差的 95% 信賴區間為
2. 男生
男生平均差為
差值的樣本變異數為
因此
平均差的標準誤為
所以男生平均差的 95% 信賴區間為
因此,男生第 2 次與第 1 次成績平均差的 95% 信賴區間為
(二)檢定女生、男生兩次模擬考總和平均值是否有顯著差異
令每位學生兩次模擬考總和為
欲檢定女生與男生的總和平均數是否不同,設定: