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94 學測數學 第 5 題
📅 94 年 📝 學測數學 第 5 題 題型:單選 課綱:99課綱
某校高一第一次段考數學成績不太理想,多數同學成績偏低;考慮到可能是同學們適應不良所致,數學老師決定將每人的原始成績取平方根後再乘以 $10$ 作為正式紀錄的成績。今隨機抽選 $100$ 位同學,發現調整後的成績其平均為 $65$ 分,標準差為 $15$ 分;試問這 $100$ 位同學未調整前的成績之平均 $M$ 介於哪兩個連續正整數之間?(第 $7$ 頁附有標準差公式)
  1. $40 \le M < 41$
  2. $41 \le M < 42$
  3. $42 \le M < 43$
  4. $43 \le M < 44$
  5. $44 \le M < 45$
平均數與標準差數據線性調整數據分析數據分析
解題手法公式代入〔AI 推測〕
答案

$(5)$

詳解
設第 $i$ 位學生的原始成績為 $X_i$,調整後的成績為 $Y_i = 10\sqrt{X_i}$,其中樣本數 $n = 100$。 已知調整後的成績平均數為 $\bar{Y} = 65$,標準差為 $S_Y = 15$。 根據標準差的公式(在此不論是除以 $n$ 或 $n-1$,結果皆相同。此處採用高中常用的母體標準差估計公式,分母為 $n$): $$S_Y^2 = \dfrac{1}{n} \sum_{i=1}^{100} Y_i^2 - \bar{Y}^2$$ $$15^2 = \dfrac{1}{100} \sum_{i=1}^{100} Y_i^2 - 65^2$$ $$225 = \dfrac{1}{100} \sum_{i=1}^{100} Y_i^2 - 4225 \implies \dfrac{1}{100} \sum_{i=1}^{100} Y_i^2 = 4450$$ 而未調整前成績的平均數 $M$ 為: $$M = \dfrac{1}{100} \sum_{i=1}^{100} X_i$$ 因 $Y_i = 10\sqrt{X_i} \implies Y_i^2 = 100 X_i \implies X_i = \dfrac{Y_i^2}{100}$,代入得: $$M = \dfrac{1}{100} \sum_{i=1}^{100} \dfrac{Y_i^2}{100} = \dfrac{1}{10000} \sum_{i=1}^{100} Y_i^2$$ $$M = \dfrac{1}{100} \left( \dfrac{1}{100} \sum_{i=1}^{100} Y_i^2 \right) = \dfrac{4450}{100} = 44.5$$ (註:若依第 $7$ 頁附的樣本標準差公式,分母為 $n-1 = 99$: $$S_Y^2 = \dfrac{1}{99} \left( \sum_{i=1}^{100} Y_i^2 - 100 \times 65^2 \right) = 225 \implies \sum_{i=1}^{100} Y_i^2 = 444775$$ 則 $M = \dfrac{\sum_{i=1}^{100} Y_i^2}{10000} = 44.4775$) 無論使用哪種公式,平均值 $M$ 皆滿足 $44 \le M < 45$。 故選 $(5)$。

題目來源:大學入學考試中心公開試題。

解析狀態:本解析由 AI 輔助產出,未經人工審核,非官方詳解,僅供學習參考。如與官方公告不同,請以官方公告為準。