题目
6.(简答题)有一大批糖果.现从中随机地取16袋,称得重量(以克计)如下:506 508 499 503 504 510 497 512514 505 493 496 506 502 509 496设袋装糖果的重量近似地服从正态分布,试求总体均值^μ的置信水平为0.95的置信区间.
6.(简答题)有一大批糖果.现从中随机地取16袋,称得重量(以克计)如下:
506 508 499 503 504 510 497 512
514 505 493 496 506 502 509 496
设袋装糖果的重量近似地服从正态分布,试求总体均值$^{μ}$的置信水平为0.95的置信区间.
题目解答
答案
1. **计算样本均值**:
\[
\overline{x} = \frac{1}{16} \sum x_i = 503.75
\]
2. **计算样本标准差**:
\[
s = \sqrt{\frac{1}{15} \sum (x_i - \overline{x})^2} \approx 6.2022
\]
3. **确定 t 分布临界值**:
\[
t_{0.025}(15) \approx 2.1315
\]
4. **计算置信区间**:
\[
\overline{x} \pm t_{0.025}(15) \frac{s}{\sqrt{16}} \approx 503.75 \pm 3.300
\]
**答案**:
\[
\boxed{(500.4, 507.1)}
\]
解析
考查要点:本题主要考查小样本正态总体均值的置信区间的计算,涉及t分布的应用。
解题核心思路:
- 判断分布类型:由于总体方差未知且样本量较小(n=16),需使用t分布。
- 计算样本均值和样本标准差,作为总体参数的估计值。
- 确定t临界值:根据置信水平0.95和自由度n-1=15,查t分布表。
- 代入置信区间公式:$\overline{x} \pm t_{\alpha/2}(n-1) \cdot \frac{s}{\sqrt{n}}$。
破题关键点:
- 区分t分布与z分布:小样本且方差未知时必须用t分布。
- 正确计算样本标准差:注意分母为n-1。
- 查表准确:t值的自由度和尾部概率需对应。
1. 计算样本均值
样本均值公式为:
$\overline{x} = \frac{1}{n} \sum_{i=1}^{n} x_i$
代入数据计算得:
$\overline{x} = \frac{506 + 508 + 499 + \cdots + 496}{16} = 503.75$
2. 计算样本标准差
样本标准差公式为:
$s = \sqrt{\frac{1}{n-1} \sum_{i=1}^{n} (x_i - \overline{x})^2}$
计算每个数据与均值的差的平方和为577,代入得:
$s = \sqrt{\frac{577}{15}} \approx 6.2022$
3. 确定t分布临界值
自由度为$n-1=15$,置信水平0.95对应$\alpha=0.05$,查t分布表得:
$t_{0.025}(15) \approx 2.1315$
4. 计算置信区间
置信区间公式为:
$\overline{x} \pm t_{\alpha/2}(n-1) \cdot \frac{s}{\sqrt{n}}$
代入数值:
$503.75 \pm 2.1315 \cdot \frac{6.2022}{4} \approx 503.75 \pm 3.300$
最终置信区间为:
$(503.75 - 3.300, 503.75 + 3.300) \approx (500.4, 507.1)$