民國115年 高考三級 衛生行政 流行病學與生物統計學
第4題
某研究團隊想要探討年齡對腎功能的影響,收集355 名個案,檢測血清 中肌酸酐,並根據年齡分成:小於45 歲、45~64 歲、大於65 歲三組, 比較三組間的肌酸…
題目
某研究團隊想要探討年齡對腎功能的影響,收集355 名個案,檢測血清 中肌酸酐,並根據年齡分成:小於45 歲、45~64 歲、大於65 歲三組, 比較三組間的肌酸酐平均值的差異,結果如下表。 組別 人數 肌酸酐平均值 (毫克/分升) 標準差 小於45 歲 0.95 0.17 45~64 歲 0.94 0.23 大於65 歲 1.26 0.32 請計算年齡45~64 歲組及年齡大於65 歲組兩組間的肌酸酐平均值的 差異的百分之九十五信賴區間。(5 分) 請以適當統計檢定方法檢定三個年齡組別間的肌酸酐平均值的差異 是否具有統計上顯著差異?並請列出虛無假設及對立假設,另請說明 本研究是否需進行事後檢定?設顯著水準 =0.05。(20 分) (F2, 352, 0.05=3.021,F2, 352, 0.10=2.318,F3, 352, 0.05=2.630,F3, 352, 0.10=2.099)
參考解答(AI 生成,非官方)
- 一、資料缺漏與分析前提:題幹僅給總人數 355、三組平均數與標準差,未列各組人數,故無法計算兩組平均差 CI,也無法求得 ANOVA 的組間與組內變異。df=352 僅確認 N−k,不能回推各組 n。考生應先指出「題目資料缺漏,無法得出唯一數值」,再列公式與判定規則,不可自行假設各組人數;若原表已列 n,直接代入即可。
- 二、兩組平均差 CI 公式:設 45–64 歲組為 n2、x̄2=0.94、s2=0.23;>65 歲組為 n3、x̄3=1.26、s3=0.32。差值 d=x̄2−x̄3=−0.32 mg/dL。若採 Welch 法,SE=√(s2²/n2+s3²/n3),df 依 Welch–Satterthwaite 公式;CI=d±t0.975,df×SE。若假設同質變異,sp²=[(n2−1)s2²+(n3−1)s3²]/(n2+n3−2),CI=d±t0.975,n2+n3−2×sp√(1/n2+1/n3)。n2、n3 未知,故無唯一數值。
- 三、ANOVA 假設與統計量:H0:μ1=μ2=μ3(三組肌酸酐平均值相等);H1:至少一組平均數不同,不是「三組全不同」。以 one-way ANOVA(單因子變異數分析)檢定,F=MSB/MSW;MSB=Σn_j(x̄_j−x̄..)²/(3−1),MSW=Σ(n_j−1)s_j²/(355−3)=SSE/352。自由度為(2,352),α=0.05 的臨界值 F0.95(2,352)=3.021;若 F>3.021 則拒絕 H0。題給 F(3,352) 為干擾值,本題應查 F(2,352)。因 n_j 未知,無法算 F。
- 四、事後檢定:本研究有三組,若 ANOVA 達顯著,答案是需要事後檢定;若未達顯著,則一般不需要。因 omnibus F 只說「至少一組不同」,未指出哪兩組不同;可用 Tukey HSD(Tukey 誠實顯著差異)或 Bonferroni 校正的兩兩比較,控制 family-wise error rate(族系錯誤率)。若有預先規劃的對比,則依計畫檢定;事後檢定亦需 n 與 MSW。
- 五、假設檢核與替代方法:ANOVA 需獨立、各組近似常態、變異數同質;可以 Levene's test(Levene 檢定)評估同質性,以 Q-Q plot 與殘差圖看常態。若變異數不同質,改用 Welch ANOVA,並以 Games–Howell 做事後比較;若常態性嚴重違反,改用 Kruskal–Wallis test(Kruskal–Wallis 檢定)。就題目所示,>65 歲組平均較高且離散較大,但未算 F 前不可斷言顯著;結論應待補齊人數後判定。
AI 依官方試題文字產生的參考解答,非考選部公告答案,內容僅供備考參考。