题目
设子弹飞离枪口的速度服从于正态分布,随机测了九次,算得样本方差^2=11 ( 米 / 秒 ) ,求分布的方差^2=11的 95 % 的置信区间. ( 注 :^2=11)
设子弹飞离枪口的速度服从于正态分布,随机测了九次,算得样本方差
( 米 / 秒 ) ,求分布的方差
的 95 % 的置信区间. ( 注 :
)
题目解答
答案
置信区间:
n=9
样本方差



的置信区间为:
故方差
的 95 % 的置信区间为:
解析
考查要点:本题主要考查正态分布方差的置信区间估计,需要掌握卡方分布的应用及置信区间的构造方法。
解题核心思路:
- 确定置信水平:题目给定置信度为95%,即$\alpha=0.05$。
- 自由度计算:样本量$n=9$,自由度为$n-1=8$。
- 卡方分布分位数:根据题目提供的分位数,构造置信区间的上下限。
- 公式代入:利用公式$\left[\dfrac{(n-1)S^2}{\chi^2_{\alpha/2}(n-1)}, \dfrac{(n-1)S^2}{\chi^2_{1-\alpha/2}(n-1)}\right]$计算区间。
破题关键:
- 正确识别卡方分位数:注意题目中$\chi^2_{0.975}(8)=17.535$和$\chi^2_{0.025}(8)=2.18$的对应关系,避免混淆上下分位数。
步骤1:确定参数与分位数
- 置信度$1-\alpha=0.95$,故$\alpha=0.05$,$\dfrac{\alpha}{2}=0.025$。
- 样本量$n=9$,自由度$n-1=8$。
- 样本方差$S^2=11$。
- 查分位数表得:$\chi^2_{0.975}(8)=17.535$,$\chi^2_{0.025}(8)=2.18$。
步骤2:代入置信区间公式
方差$\sigma^2$的置信区间为:
$\left[\dfrac{(n-1)S^2}{\chi^2_{\alpha/2}(n-1)}, \dfrac{(n-1)S^2}{\chi^2_{1-\alpha/2}(n-1)}\right]$
步骤3:计算上下限
- 下限:
$\dfrac{(9-1) \times 11}{\chi^2_{0.025}(8)} = \dfrac{88}{17.535} \approx 5.018$ - 上限:
$\dfrac{(9-1) \times 11}{\chi^2_{0.975}(8)} = \dfrac{88}{2.18} \approx 40.367$