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题目

3.由经验知某零件质量X~N(15,0.05²)(单位:g),技术革新后,抽出6个零件,测得质量为14.7 15.1 14.8 15.0 15.2 14.6已知方差不变,问平均质量是否仍为15g(取α=0.05)?

3.由经验知某零件质量X~N(15,0.05²)(单位:g),技术革新后,抽出6个零件,测得质量为 14.7 15.1 14.8 15.0 15.2 14.6 已知方差不变,问平均质量是否仍为15g(取α=0.05)?

题目解答

答案

设零件质量 $X \sim N(\mu, 0.05^2)$,假设 $H_0: \mu = 15$,$H_1: \mu \neq 15$。 已知 $\sigma = 0.05$,$n = 6$,$\alpha = 0.05$,双侧检验临界值 $Z_{0.025} = 1.96$。 计算样本均值 $\overline{X} = 14.9$,统计量 \[ Z = \frac{\overline{X} - \mu_0}{\sigma / \sqrt{n}} = \frac{14.9 - 15}{0.05 / \sqrt{6}} \approx -4.899. \] 因 $|Z| \approx 4.899 > 1.96$,拒绝 $H_0$。 或计算 $p$ 值近似为 $0 < \alpha$,同样拒绝 $H_0$。 **答案:** \[ \boxed{\text{不能认为平均质量仍为15g}} \]

解析

本题考查正态总体均值的假设检验知识。解题思路如下:

  1. 首先明确问题是要检验技术革新后零件的平均质量是否仍为$15g$,已知零件质量$X\sim N(\mu, 0.05^2)$且方差不变,所以我们可以使用$Z$检验法。
  2. 提出原假设$H_0: \mu = 15$和备择假设$H_1: \mu \neq 15$,这是双侧检验问题。
  3. 确定显著性水平$\alpha = 0.05$,根据双侧检验的性质,查找标准正态分布表得到临界值$Z_{\alpha/2}=Z_{0.025}$。
  4. 计算样本均值$\overline{X}$,样本均值的计算公式为$\overline{X}=\frac{1}{n}\sum_{i = 1}^{n}x_i$,其中$n$是样本容量,$x_i$是第$i$个样本值。
  5. 计算检验统计量$Z$的值,公式为$Z = \frac{\overline{X} - \mu_0}{\sigma / \sqrt{n}}$,其中$\mu_0$是原假设中的总体均值,$\sigma$是总体标准差,$n$是样本容量。
  6. 比较$\vert Z\vert$与临界值$Z_{0.025}$的大小,如果$\vert Z\vert>Z_{0.025}$,则拒绝原假设$H_0$;如果$\vert Z\vert\leq Z_{0.025}$,则接受原假设$H_0$。也可以通过计算$p$值,若$p<\alpha$,则拒绝原假设$H_0$。

下面进行详细计算:

  1. 计算样本均值$\overline{X}$:
    已知样本值为$14.7$,$15.1$,$14.8$,$15.0$,$15.2$,$14.6$,样本容量$n = 6$,根据样本均值公式可得:
    $\overline{X}=\frac{1}{6}\times(14.7 + 15.1 + 14.8 + 15.0 + 15.2 + 14.6)$
    $=\frac{1}{6}\times89.4 = 14.9$
  2. 计算检验统计量$Z$的值:
    已知$\mu_0 = 15$,$\sigma = 0.05$,$n = 6$,代入$Z$检验统计量公式可得:
    $Z = \frac{\overline{X} - \mu_0}{\sigma / \sqrt{n}} = \frac{14.9 - 15}{0.05 / \sqrt{6}}$
    $=\frac{-0.1}{0.05 / \sqrt{6}}\approx\frac{-0.1}{0.0204}\approx - 4.899$
  3. 确定临界值:
    因为是双侧检验,$\alpha = 0.05$,所以$\alpha/2 = 0.025$,查标准正态分布表可得$Z_{0.025} = 1.96$。
  4. 比较$\vert Z\vert$与临界值$Z_{0.025}$的大小:
    $\vert Z\vert=\vert - 4.899\vert = 4.899$,由于$4.899>1.96$,即$\vert Z\vert>Z_{0.025}$,所以拒绝原假设$H_0$。
    也可以通过计算$p$值,$p = 2P(Z < - 4.899)\approx0$,因为$0<0.05$,同样拒绝原假设$H_0$。

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