解:更加样本方差的抽样分布知识可知,样本统计量:
(n?1)s2?2~?2(n?1)
此处,n=10,?2?1,所以统计量
(n?1)s2?2(10?1)s2??9s2~?2(n?1)
1根据卡方分布的可知:
P?b1?S2?b2??P?9b1?9S2?9b2??0.90
又因为:
2P??12??2?n?1??9S2???2?n?1???1??
因此:
2P?9b1?9S2?9b2??P??12??2?n?1??9S2???2?n?1???1???0.90 2?P?9b1?9S2?9b2??P??12??2?n?1??9S2???2?n?1?? 22?P??0.95?9??9S2??0.05?9???0.90
则: ?9b1??20.95?9?,9b2???9??b1?20.052?0.95?9?9,b2?2?0.05?9?9
22查概率表:?0.95?9?=3.325,?0.05?9?=19.919,则
b1?2?0.95?9?9=0.369,b2?2?0.05?9?9=1.88
第四章 抽样分布与参数估计
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。
?x??n?15=2.143 49(2)在95%的置信水平下,求边际误差。
?x?t??x,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??x?z?2??x?z0.025??x=1.96×2.143=4.2 (3)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:
?x??x,x??x?=?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:
大样本,样本均值服从正态分布:x??2?N??,?或xn???s2?N??,? ?n?置信区间为:?x?z?2???s12ss?,==1.2 ,x?z?2??n100nn?(1)构建?的90%的置信区间。
z?2=z0.05=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=z0.025=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=z0.005=2.576,置信区间为:?81?2.576?1.2,81?2.576?1.2?=(77.91,84.09)
7.7 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): 3.3 4.4 2.1 4.7 3.1 2.0 1.9 1.4 6.2 5.4 1.2 1.2 5.8 2.6 5.1 2.9 2.3 6.4 4.3 3.5 4.1 1.8 4.2 2.4 5.4 3.5 3.6 0.5 4.5 5.7 0.8 3.6 3.2 2.3 1.5 2.5 求该校大学生平均上网时间的置信区间,置信水平分别为90%,95%和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:?x=?s?=1.61/6=0.268 nn 不重复抽样:?x=?n?N?nsN?n1.617500?36= ???N?17500?1N?1n36=0.268×0.995=0.268×0.998=0.267
(3)置信水平下的概率度: 1??=0.9,t=z?2=z0.05=1.645 1??=0.95,t=z?2=z0.025=1.96 1??=0.99,t=z?2=z0.005=2.576 (4)边际误差(极限误差): ?x?t??x?z?2??x
1??=0.9,?x?t??x?z?2??x=z0.05??x
重复抽样:?x?z?2??x=z0.05??x=1.645×0.268=0.441 不重复抽样:?x?z?2??x=z0.05??x=1.645×0.267=0.439
1??=0.95,?x?t??x?z?2??x=z0.025??x
重复抽样:?x?z?2??x=z0.025??x=1.96×0.268=0.525 不重复抽样:?x?z?2??x=z0.025??x=1.96×0.267=0.523
1??=0.99,?x?t??x?z?2??x=z0.005??x
重复抽样:?x?z?2??x=z0.005??x=2.576×0.268=0.69 不重复抽样:?x?z?2??x=z0.005??x=2.576×0.267=0.688
(5)置信区间:
?x??x,x??x?
1??=0.9,
重复抽样:?x??x,x??x?=?3.32?0.441,3.32?0.441?=(2.88,3.76)
不重复抽样:?x??x,x??x?=?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:?x??x,x??x?=?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) 不重复抽样:?x??x,x??x?=?3.32?0.688,3.32?0.688?=(2.63,4.01)
7.9 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 3 14 8 6 9 12 11 7 5 10 15 9 16 13 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
t?x??snt?n?1?
均值=9.375,样本标准差s=4.11 置信区间:
ss??x?tn?1?,x?tn?1??????2?2??
nn??1??=0.95,n=16,t?2?n?1?=t0.025?15?=2.13
ss??x?tn?1?,x?tn?1????2??2???
nn??=?9.375?2.13???4.114.11?,9.375?2.13??=(7.18,11.57) 1616?
7.11 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: 每包重量(g) 96~98 98~100 100~102 102~104 104~106 合计 包数 2 3 34 7 4 50
已知食品包重量服从正态分布,要求:
(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
z?x??snN?0,1?
样本均值=101.4,样本标准差s=1.829 置信区间:
ss??x?z?,x?z??2?2??
nn??1??=0.95,z?2=z0.025=1.96
ss??x?z?,x?z??2?2??
nn??=?101.4?1.96???1.8291.829?,101.4?1.96??=(100.89,101.91) 5050?(2)如果规定食品重量低于l00g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
z?p??p?1?p?nN?0,1?
样本比率=(50-5)/50=0.9 置信区间:
?p?1?p?p?1?p???p?z?2?? ,p?z?2???nn??1??=0.95,z?2=z0.025=1.96
?p?1?p?p?1?p???p?z?2?? ,p?z?2???nn???0.9?1?0.9?0.9?1?0.9???=(0.8168,0.9832) =?0.9?1.96?,0.9?1.96???5050??
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。得到他们每周加班的时间数据如下(单位:小时): 6 3 21 8 17 12 20 11 7 9 0 21 8 25 16 15 29 16