题目
4. 考虑总体均值的 95.44%置信区间,已知总体服从正态分布且标准差为 10;要使得到的置信区间的半径不超过 1,需要的最小样本容量为()。[中山大学 2012 研、2011 研]A. 100B. 400C. 900D. 1600
4. 考虑总体均值的 95.44%置信区间,已知总体服从正态分布且标准差为 10;要使得到的置信区间的半径不超过 1,需要的最小样本容量为()。[中山大学 2012 研、2011 研]
A. 100
B. 400
C. 900
D. 1600
题目解答
答案
B. 400
解析
考查要点:本题主要考查置信区间的计算,特别是如何根据给定的置信水平和边际误差确定最小样本容量。
解题核心思路:
- 明确置信水平对应的z值:题目中置信水平为95.44%,对应标准正态分布中的双侧概率为95.44%,此时z值为2(因为正态分布中约95.44%的数据落在均值的±2个标准差范围内)。
- 建立边际误差公式:边际误差(置信区间半径)公式为 $E = \frac{z \cdot \sigma}{\sqrt{n}}$,其中$\sigma$为总体标准差,$n$为样本容量。
- 代入已知条件求解:将已知的$E=1$、$\sigma=10$、$z=2$代入公式,解方程求出最小样本容量$n$。
破题关键点:
- 正确识别z值:95.44%的置信水平对应z=2,而非常见的95%对应的1.96。
- 公式变形求解:通过代数变形将公式转化为关于$n$的方程,注意平方运算的正确性。
步骤1:确定z值
题目中置信水平为95.44%,对应标准正态分布的双侧临界值为$z=2$(因为$\mu \pm 2\sigma$覆盖约95.44%的数据)。
步骤2:写出边际误差公式
边际误差(置信区间半径)公式为:
$E = \frac{z \cdot \sigma}{\sqrt{n}}$
其中,$\sigma=10$,$E=1$,$z=2$。
步骤3:代入已知条件求解$n$
将已知值代入公式:
$1 = \frac{2 \cdot 10}{\sqrt{n}}$
化简得:
$\sqrt{n} = \frac{2 \cdot 10}{1} = 20$
两边平方得:
$n = 20^2 = 400$
结论:最小样本容量为400,对应选项B。