統計 第 13 章 · 題目示範與上手

看完 PDF 一個重點後 → 看八步驟完整解法 → 改程式碼用 scipy 上手驗算
Python:尚未載入(按任一「執行」即載入)

定位:投影片建立框架、PDF 講義學完整內容;這頁是「看完 PDF 一個重點後」的題目完整解法示範 + 上手練習。卡方三種檢定共用 χ²=Σ(O−E)²/E、皆右尾。

提示:第一次按「執行」會載入 Python 與 numpy/scipy(約數十秒),需連網。

第 1 節 適合度檢定 Goodness-of-Fit

先回想(細節在 PDF §3)

期望次數 E=n·pᵢ₀;統計量 χ²=Σ(O−E)²/E ~ χ²(df),右尾;自由度 df=k−1−m。每格 E≥5(五的規則)。

例題 13.1:市場佔有率是否改變

題目

廣告前市佔 A:B:其他 = 0.45 : 0.40 : 0.15。抽 200 位顧客,偏好分別為 A=102、B=82、其他=16。α=0.05 檢定市佔率是否已改變。

完整解法(八步驟)

期望次數 E = 200×(0.45, 0.40, 0.15) = (90, 80, 30),皆 ≥5,免合併。k=3。

  1. H₀:p₁=0.45, p₂=0.40, p₃=0.15(市佔不變)
  2. H₁:H₀ 不真(市佔已改變)
  3. χ² = Σ(O−E)²/E,自由度 k−1 = 2
  4. α = 0.05
  5. R = { χ² ≥ χ²₀.₀₅,₂ = 5.991 }(右尾)
  6. χ² = (102−90)²/90 + (82−80)²/80 + (16−30)²/30 = 1.6 + 0.05 + 6.53 = 8.18
  7. 8.18 ≥ 5.991 → Reject H₀
  8. 結論:α=0.05 下有充分證據說市場佔有率已顯著改變。
▶ 上手驗算 scipy.stats.chisquare(適合度)

  
小主題測驗卷 · 4 題(達 90% 放行)

Q1適合度檢定的期望次數怎麼算?

E=n·pᵢ₀。RᵢCⱼ/n 是列聯表的期望次數。

Q23 個類別、機率全給定的適合度檢定,自由度是?

k−1 = 2。機率全給定 m=0,df=k−1−m=2。

Q3卡方檢定的拒絕域是?

右尾。χ² 越大表 O 與 E 差越大、越該拒絕。

Q4某格期望次數 E=3,應如何處理?

合併格子。每格 E≥5 卡方近似才可靠;合併後 k 與 df 變小。

第 2 節 獨立性檢定(列聯表) Independence

先回想(細節在 PDF §4)

列聯表期望次數 E_ij = RᵢCⱼ/n;自由度 df=(r−1)(c−1)。齊一性檢定計算與此相同。

個案 2:性別 × 購物平台是否獨立(2×3)

題目

隨機訪問 395 位消費者最近上網購物的平台:

YahooMomo東森合計
30242175
18210434320
合計21212855395

α=0.05 檢定性別與購物平台是否獨立。

完整解法(八步驟)

E_ij = RᵢCⱼ/n,如 E₁₁=75×212/395=40.25、E₂₃=320×55/395=44.56。

  1. H₀:性別與購物平台獨立(無關)
  2. H₁:兩者有關聯(不獨立)
  3. χ² = ΣΣ(O−E)²/E,自由度 (r−1)(c−1) = (2−1)(3−1) = 2
  4. α = 0.05
  5. R = { χ² ≥ χ²₀.₀₅,₂ = 5.991 }
  6. χ² = (30−40.25)²/40.25 + (24−24.30)²/24.30 + (21−10.44)²/10.44 + … + (34−44.56)²/44.56 = 16.40
  7. 16.40 ≥ 5.991 → Reject H₀
  8. 結論:有充分證據說性別與購物平台有關聯(不獨立)。
▶ 上手驗算 scipy.stats.chi2_contingency(列聯表)

  
小主題測驗卷 · 4 題(達 90% 放行)

Q1列聯表的期望次數 E_ij =?

RᵢCⱼ/n。

Q22×3 列聯表獨立性檢定的自由度是?

(r−1)(c−1)=(1)(2)=2。不是 rc−1。

Q3獨立性檢定與齊一性檢定的「計算」關係是?

計算相同,差別只在抽樣設計與 H₀ 措辭。

Q4卡方統計量 χ²=Σ(O−E)²/E 中的 O、E 是?

次數。卡方用次數,不是比例或機率。