104年:醫學一(1)

有關中央極限定理( Central limit theorem )的敘述,何者錯誤?

A只要樣本數夠大,樣本平均數的分布就會趨近常態分布
B只要樣本數夠大,樣本平均數分布的期望值會很接近母體平均數
C只要樣本數超過 1,樣本平均數分布的標準差都會小於母體標準差
D母體分布只有在常態分布時,樣本數夠大時樣本平均數的分布才會趨近常態分布

詳細解析

本題觀念:

本題考察統計學中的中央極限定理(central limit theorem, CLT),測驗考生對其三大核心性質的理解:抽樣分布趨向常態、期望值收斂、標準誤(standard error)公式,以及 CLT 對母體分布的適用範圍。此為反向題,問何者錯誤

選項分析

(A) 只要樣本數夠大,樣本平均數的分布就會趨近常態分布正確陳述。這是 CLT 最核心的命題:不論母體分布為何,只要樣本數足夠大(一般建議 n ≥ 30),樣本平均數(Xˉ\bar{X})的抽樣分布(sampling distribution of the mean)都會趨近常態分布(normal distribution)。

(B) 只要樣本數夠大,樣本平均數分布的期望值會很接近母體平均數正確陳述。根據大數法則(Law of Large Numbers)及 CLT: E(Xˉ)=μE(\bar{X}) = \mu 樣本平均數是母體平均數的不偏估計量(unbiased estimator),隨樣本數增大,其期望值精確等於母體平均數 μ\mu

(C) 只要樣本數超過 1,樣本平均數分布的標準差都會小於母體標準差正確陳述。樣本平均數的標準差(即標準誤,standard error, SE)為:

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