题目
从正态总体 N(52, 6.3^2) 中随机抽取容量为 36 的样本,求样本均值 overline(X) 落在 50.8 到 53.8 之间的概率。
从正态总体 $N(52, 6.3^2)$ 中随机抽取容量为 36 的样本,求样本均值 $\overline{X}$ 落在 50.8 到 53.8 之间的概率。
题目解答
答案
设总体 $X \sim N(52, 6.3^2)$,样本容量 $n = 36$。样本均值 $\bar{X}$ 服从正态分布 $N\left(52, \left(\frac{6.3}{\sqrt{36}}\right)^2\right) = N(52, 1.05^2)$。
将区间 $[50.8, 53.8]$ 转化为标准正态分布:
$Z_1 = \frac{50.8 - 52}{1.05} \approx -1.1429, \quad Z_2 = \frac{53.8 - 52}{1.05} \approx 1.7143$
求 $P(-1.1429 \leq Z \leq 1.7143)$,利用标准正态分布表:
$P(Z \leq 1.71) \approx 0.9564, \quad P(Z \leq -1.14) \approx 0.1271$
因此,
$P(-1.1429 \leq Z \leq 1.7143) \approx 0.9564 - 0.1271 = 0.8293$
答案: $\boxed{0.8293}$(或约 $\boxed{0.8302}$,取决于查表精度)。
解析
本题考查正态分布的性质以及样本均值的分布,解题的关键在于先确定样本均值的分布,再将其转化为标准正态分布,最后利用标准正态分布表计算概率。
- 确定样本均值的分布:
- 已知总体$X\sim N(52, 6.3^2)$,样本容量$n = 36$。
- 根据正态分布的性质,若总体$X\sim N(\mu,\sigma^2)$,从中抽取容量为$n$的样本,则样本均值$\overline{X}$服从正态分布$\overline{X}\sim N(\mu,\frac{\sigma^2}{n})$。
- 在此题中,$\mu = 52$,$\sigma = 6.3$,$n = 36$,所以样本均值$\overline{X}$服从正态分布$N\left(52, \left(\frac{6.3}{\sqrt{36}}\right)^2\right)$。
- 计算$\frac{6.3}{\sqrt{36}}=\frac{6.3}{6}=1.05$,即$\overline{X}\sim N(52, 1.05^2)$。
- 将区间转化为标准正态分布:
- 设$Z=\frac{\overline{X}-\mu}{\frac{\sigma}{\sqrt{n}}}$,则$Z$服从标准正态分布$N(0,1)$。
- 对于下限$50.8$,计算$Z_1 = \frac{50.8 - 52}{1.05}$,$50.8 - 52=-1.2$,则$Z_1=\frac{-1.2}{1.05}\approx -1.1429$。
- 对于上限$53.8$,计算$Z_2 = \frac{53.8 - 52}{1.05}$,$53.8 - 52 = 1.8$,则$Z_2=\frac{1.8}{1.05}\approx 1.7143$。
- 所以$P(50.8\leq\overline{X}\leq53.8)=P(-1.1429\leq Z\leq1.7143)$。
- 利用标准正态分布表计算概率:
- 根据标准正态分布的性质$P(-1.1429\leq Z\leq1.7143)=P(Z\leq1.7143)-P(Z\leq - 1.1429)$。
- 查标准正态分布表可得$P(Z\leq1.71)\approx0.9564$,$P(Z\leq - 1.14)\approx0.1271$。
- 则$P(-1.1429\leq Z\leq1.7143)\approx0.9564 - 0.1271 = 0.8293$。