统计学课后答案第七八章
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6.1调节一个装瓶机使其对每个瓶子的灌装量均值为盎司,通过观察这台装瓶机对每个瓶子的灌装量服从标准差 1.0盎司的正态分布。
随机抽取由这台机器灌装的9个瓶子形成一个样本,并测定每个瓶子的灌装量。
试确定样本均值偏离总体均值不超过0.3盎司的概率。
解:总体方差知道的情况下,均值的抽样分布服从N , 2n的正态分布,由正态分布,标准化得到标准正态分布:xz= ---- -〜N 0,1 ,因此,样本均值不超过总体均值的概率P .n为:0迟=p _0-3—_0-3.n 1 .9 「n 1 x9=P 0.9 z 0.9 =2 0.9 -1,查标准正态分布表得0.9 =0.8159 因此,P x 0.3 =0.63186.2在练习题6.1中,我们希望样本均值与总体均值0.95,应当抽取多大的样本?0.3、n 1.96 n 42.68288 n 43确定常数b,使得62P Z i b 0.95i 1解:由于卡方分布是由标准正态分布的平方和构成的:设Z1, Z2,……,z n是来自总体N(0,1)的样本,则统计量2 2 2 2Z1 Z2 L Z n服从自由度为n的x2分布,记为X〜X2 (n)的偏差在0.3盎司之内的概率达到解:P X 0.3 = Px _ _=/v n /v n0.3 0.31 、0.31 \ n=2 (0.3'匸)1 0.95 (0.3匸)0.9756.3乙,Z2,……,Z6表示从标准正态总体中随机抽取的容量, n=6 的一个样本,试因此,令2Z i 2,则 216Z i 2 : 26,那么由概率i 12Z i b0.95,可知:1b=1 0.95,查概率表得:b=12.596.4在习题 6.1中,假定装瓶机对瓶子的灌装量服从方差1的标准正态分布。
假定我们计划随机抽取10个瓶子组成样本,观测每个瓶子的灌装量,得到 10个观测值,用这10个观测值我们可以求出样本方差S 2 (S 2(Y i Y)2),确定一个合适的范围使得有较大的概率保证 S 2落入其中是有用的,试求b 1, b 2.使得p(D S 2b 2)0.90解:更加样本方差的抽样分布知识可知,样本统计量: (n谪 25 1)此处,n=10 , 21,所以统计量(n 1)s 22(10 1)s 219s 22(n 1)根据卡方分布的可知:P b 1 S 2b,P 9b 1 9S 20.90又因为:因此:P 9b 9S 29b 2P 9S 20.90则:P 9b 1 9S 29b 2 P 2.95 99S 22 0.051 9S 20.909bl0.959,9 b2 0.059bl2 0.05查概率表: 2 20.959 =3.325 ,0.059 =19.919,则2 0.959,b 220.959 20.059 b i=0.369 , b 2=1.88大样本,样本均值服从正态分布:x : N 2一或 x : N7.1从一个标准差为5的总体中采用重复抽样方法抽出一个样本容量为40的样本,样本均值为25 。
(1 )样本均值的抽样标准差等于多少0.79(2 )在95%的置信水平下,估计误差是多少?7.2某快餐店想要估计每位顾客午餐的平均花费金额。
在为期3周的时间里选取49名顾客组成了一个简单随机样本。
(1)假定总体标准差为15元,求样本均值的抽样标准误差。
15-==2.143,49⑵在95 %的置信水平下,求边际误差。
Z /2 xZ o.0251.96 0.79 1.5495x ,由于是大样本抽样,因此样本均值服从正态分布,因此概率度t= z 2因此,x t xZ 2xZ 0.025x=1.96 X2.143=4.2 ⑶如果样本均值为120 元, 求总体均值的95 %的置信区间。
置信区间为:xx,xx =120 4.2,120 4.2 = (115.8 , 124.2 )7.4从总体中抽取一个n=100的简单随机样本,得到x=81 , s=12。
要求:xs s = 12、、n ' _ n 、100(1)构建的90 %的置信区间。
z,'2 = Z 0.05=1.645 ,置信区间为:81 1.645 1.2,81 1.645 1.2 =(79.03 , 82.97 )(2)构建的95 %的置信区间。
z 2= Z 0.025=1.96,置信区间为:81 1.96 1.2,81 1.96 1.2 = (78.65 , 83.35 )(3)构建的99 %的置信区间。
z ;2= z 0.005 =2.576 ,置信区间为: 81 2.576 1.2,812.576 1.2 =(77.91 , 84.09 )7.5利用下面信息,构造总体均值的置信区间。
3.5Z0.025V60(2) X 119.6s 23.89n 75198%X zs n 119・623.89-7119.6 6.4174/20.01J75(3) X 3.419s 0.974n 32190%X zsn 3・4190.9743.419 0.2832/20.057327.6禾U 用下面的信息,构建总体均值的置信区间。
置信区间为:(1)X 253.5 n 60 1 95%2525 0.8856(1)总体服从正态分布,且已知 X 8900 500 n 15 1 95%x z /2— 8900500Z 0.025 -V158900 253.03(2)总体不服从正态分布,且已知 X 8900 500 n 35 1 95%x z /2— 8900500Z 0.025 -V358900 165.64727.7 某大学为了解学生每天上网的时间,在全校 7 500名学生中采取重复抽样方法随机抽取36人,调查他们每天上网的时间,得到下面的数据(单位:小时):99 %。
解:(1 )样本均值 X =3.32,样本标准差s=1.61 ; (2 )抽样平均误差:重复抽样:sx= ~= -= =1.61/6=0.268J nU n不重复抽样:N n s N n 1.61 7500 36X一 n : N 1、A ' N 1 一,36 : 7500 1=0.268 x ■. 0.995 =0.268 X0.998=0.267(3 )置信水平下的概率度:1 =0.9 , t= z .-2= Z 0.05 =1.6451=0.95 , t= z = Z °025 =1.96(3)总体不服从正态分布,c 未知, X 8900 s 500 n 35 1 90%Z/2.n8900500%.05V358900 139.0155(4)总体服从正态分布,c 未知,X 8900 500 n 35 1 99%Z/2./n8900 500 20.005 —358900 217.69731 =0.99 , t= z;2 = Z o.005 =2.576 (4 )边际误差(极限误差)=0.9 ,x = Z 0005x =2.576X 0.268=0.69x = z0.005* =2.576 X0.267=0.688(5)置信区间:X x ,X1=0.9 ,重复抽样: x xx -=xx3.32 0.441,3.32 0.441 = (2.88 , 3.76 )不重复抽样:xx, xx=3.32 0.439,3.32 0.439 =(2.88 , 3.76 )1=0.95 ,重复抽样: x x, x-x=3.32 0.525,3.32 0.525 = (2.79 , 3.85 )不重复抽样:xx,xx=3.32 0.441,3.32 0.441=(2.80 , 3.84 )1=0.99 ,重复抽样:x x , X x =3.32 0.69,3.32 0.69 = (2.63 ,4.01 )z 0.05x重复抽样: x = z 0.05天=1.645 X 0.268=0.441不重复抽样:x = z 0.05x =1.645 X0.267=0.439=0.95 , z 2 x= Z 0.025x重复抽样: x =Z 0025x =1.96X 0.268=0.525不重复抽样:x = z0.025 x =1.96 X0.267=0.523=0.99 ,z 2 x= z 0.005x重复抽样: 不重复抽样:从一个正态分布总体中随机抽取样本容量为8的样本,各样本值分别为:10 , 8, 12 ,6, 13 , 5 , 11。
求总体均值的 95%的置信区间。
t .2 n 1 10 t 0 025 7 3.464110 2.8961V nV 8置信区间:彳 s 一1「n,x7.10从一批零件中随机抽取 36个,测得其平均长度为(1 )试确定该种零件平均长度的95%的置信区间不重复抽样:xx,x x3.32 0.688,3.32 0.688 = (2.63 ,4.01 )7.8 15 , 解: 2x 10,s12,s 3.46417.9某居民小区为研究职工上班从家里到单位的距离,抽取了由 16个人组成的一个随机样本,他们到单位的距离(单位:km)分别是: 10 314 8 6 912117 5 1015 91613 2假定总体服从正态分布,求职工上班从家里到单位平均距离的 95 %的置信区间。
解:小样本,总体方差未知,用t 统计量均值=9.375 ,样本标准差 s=4.11=0.95 , n=16 , t=t °.025 1 5 =2.139.375 2.13,9.375 V162.13 4.11=(7.18 ,11.57 )149.5,标准差为1.93X t 2 n 1 2 149.5 t0025 35 149.5 0.6530V n . V36或者X z 2厶 149.5 z0 025149.5 0.630455 Vn V367 . 11 某企业生产的袋装食品采用自动打包机包装,每袋标准重量为l00g。
现从某天生产的一批产品中按重复抽样随机抽取50包进行检查,测得每包重量(单位:g)如下:(1)确定该种食品平均重量的95 %的置信区间。
解:大样本,总体方差未知,用z统计量xz ----- : N 0,1s —n样本均值=101.4,样本标准差 s=1.829置信区间:- S _ sX z 2 —, X z 2 —寸n '寸n1 =0.95 , Z 2= Z o.o25 =1 ・96s _ sx z 2"X z 2Tn101.4 1.961^29,101.4 1.96 琴29= ( 100.89 , 101.91 ) V50V50(2)如果规定食品重量低于lOOg 属于不合格,确定该批食品合格率的 95 %的置信区间。
解:总体比率的估计大样本,总体方差未知,用 Z 统计量上 :N 0,1P 1 P样本比率=(50-5 ) /50=0.9 置信区间:7 . 13 一家研究机构想估计在网络公司工作的员工每周加班的平均时间,为此随机抽取了18个员工。