一批物料总共400捆,各捆间标准偏差的估计值σ为0.40%,如果允许误差为0.30%,假定置信-|||-度为90%,试计算采样时的基本单元数。

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查统计学中样本量确定的方法,涉及t分布的应用及迭代计算的思路。关键在于理解在小样本情况下,如何通过调整t值来精确计算所需样本量。
解题核心思路:
- 公式基础:样本量公式为 $n = \left( \dfrac{t \cdot \sigma}{E} \right)^2$,其中 $t$ 是置信度对应的t值,$\sigma$ 是标准差,$E$ 是允许误差。
- 迭代调整:由于t值依赖于样本量 $n$(小样本时需用t分布),需通过反复计算调整 $n$,直到结果稳定。
- 收敛判断:当连续两次计算的 $n$ 相等时,计算终止。
破题关键点:
- 初始假设:若 $n$ 未知,先假设 $n$ 趋近于无穷大(用z值近似)。
- 查表更新:每次根据当前 $n$ 查t值表,代入公式重新计算 $n$,直至收敛。
步骤1:初始假设与第一次计算
假设 $n = \infty$,对应z值为 $t = 1.64$(90%置信度)。
代入公式:
$n = \left( \dfrac{1.64 \times 0.40\%}{0.30\%} \right)^2 = \left( \dfrac{1.64 \times 0.4}{0.3} \right)^2 \approx 4.78 \approx 5$
步骤2:根据 $n=5$ 查t值并重新计算
自由度 $df = 5 - 1 = 4$,查t表得 $t = 2.13$。
代入公式:
$n = \left( \dfrac{2.13 \times 0.40\%}{0.30\%} \right)^2 = \left( \dfrac{2.13 \times 0.4}{0.3} \right)^2 \approx 8.07 \approx 8$
步骤3:根据 $n=8$ 查t值并重新计算
自由度 $df = 8 - 1 = 7$,查t表得 $t = 1.90$。
代入公式:
$n = \left( \dfrac{1.90 \times 0.40\%}{0.30\%} \right)^2 = \left( \dfrac{1.90 \times 0.4}{0.3} \right)^2 \approx 6.42 \approx 6$
步骤4:根据 $n=6$ 查t值并重新计算
自由度 $df = 6 - 1 = 5$,查t表得 $t = 2.02$。
代入公式:
$n = \left( \dfrac{2.02 \times 0.40\%}{0.30\%} \right)^2 = \left( \dfrac{2.02 \times 0.4}{0.3} \right)^2 \approx 7.25 \approx 7$
步骤5:根据 $n=7$ 查t值并验证收敛
自由度 $df = 7 - 1 = 6$,查t表得 $t = 1.94$。
代入公式:
$n = \left( \dfrac{1.94 \times 0.40\%}{0.30\%} \right)^2 = \left( \dfrac{1.94 \times 0.4}{0.3} \right)^2 \approx 6.69 \approx 7$
此时 $n$ 不再变化,计算终止。