民國115年 高考三級 衛生技術 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、資料完整性與檢定架構:題幹列出三組之人數欄位,但未提供各組實際人數,僅知總人數 355 人;由題目附帶之 F2,352 可知組間自由度為 2、組內自由度為 352(355−3=352),即三組、單因子變異數分析。由於平均差信賴區間與變異數分析均需各組樣本數 n_j,題目資料缺漏,無法得出唯一數值;以下列出公式、計算步驟、所需假設與判定規則。
- 二、45–64 歲與 >65 歲平均差之 95% 信賴區間:設兩組為 1、2,公式為 (x̄1−x̄2)±t(1−α/2, df)×√[sp²(1/n1+1/n2)],其中 sp²=[(n1−1)s1²+(n2−1)s2²]/(n1+n2−2),df=n1+n2−2。本例 x̄1−x̄2=0.94−1.26=−0.32 mg/dL。因兩組標準差 0.23 與 0.32 相差近兩倍,宜先以 Levene 檢定評估變異數同質性,若不同質應改用 Welch t 檢定及其近似自由度。
- 三、變異數分析之假設設定:H0:μ1=μ2=μ3(三個年齡組肌酸酐平均值相等);H1:至少有一組平均値與其他組不同(不全相等)。採單因子變異數分析(one-way ANOVA),檢定統計量 F=MSB/MSW,其中 MSB=SSB/(k−1)、MSW=SSW/(N−k),k=3、N=355。前提假設為各組獨立、組內常態分布、變異數同質;常態性可以偏態與 Q-Q 圖檢視,同質性以 Levene 或 Bartlett 檢定,違反時可改用 Welch ANOVA 或 Kruskal-Wallis 檢定。
- 四、計算流程與判定規則:SSB=Σn_j(x̄_j−x̄)²,SSW=Σ(n_j−1)s_j²,F 服從 F(2,352)。查表 F2,352,0.05=3.021,判定規則為:若 F>3.021 則拒絕 H0(p<0.05),若 F≤3.021 則不拒絕 H0。因各組 n_j 未提供,總平均 x̄ 與 SSB 無法求得,故題目資料缺漏,無法得出唯一 F 值。僅供示意:若假設 n1=118、n2=118、n3=119,則 x̄≈1.051、SSB≈7.86、MSB≈3.93、SSW≈21.65、MSW≈0.0615、F≈63.9,遠大於 3.021(此為假設性試算,非本題實算結果)。
- 五、事後檢定之必要性:事後檢定(post-hoc test)僅在整體 F 檢定達顯著、拒絕 H0 後方需進行,用以找出哪幾組彼此不同,並控制整體型一誤差;若 F 未達顯著,則不應再做事後兩兩比較,以免 inflate α。常用方法包括 Tukey HSD(適用各組人數相近)、Scheffé(適用任意對比)、Bonferroni 校正(比較次數少時)及 Games-Howell(變異數不同質或人数不等時)。本例若顯著,建議優先以 Games-Howell 或 Dunnett T3 進行 45–64 歲與 >65 歲、<45 歲與 >65 歲之比較,並以 95% 信賴區間呈現差異方向與大小。
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。