题目
为调查甲、乙证券公司投资者的投资存款数,分别从两家证券公司抽选由25名投资者组成的随机样本,两个样本均值分别为45000元和32500元。根据以往经验知道两个总体均服从正态分布,标准差分别为920元和960元,试求μ1-μ2的置信度为95%的置信区间。
为调查甲、乙证券公司投资者的投资存款数,分别从两家证券公司抽选由25名投资者组成的随机样本,两个样本均值分别为45000元和32500元。根据以往经验知道两个总体均服从正态分布,标准差分别为920元和960元,试求μ1-μ2的置信度为95%的置信区间。
题目解答
答案
两个总体均服从正态分布,且方差已知,故μ1-μ2的置信度为95%的置信区间为:
=12500±521
也即有95%把握估计甲、乙两证券公司投资者有款数额之差在11929~13021元之间。
=12500±521
也即有95%把握估计甲、乙两证券公司投资者有款数额之差在11929~13021元之间。
解析
本题考查两个正态总体均值差的置信区间计算,且总体方差已知,需使用Z分布构造置信区间。
步骤1:明确已知条件
- 样本1(甲证券公司):样本量$n_1=25$,样本均值$\bar{x}_1=45000$元,总体标准差$\sigma_1=920$元
- 样本2(乙证券公司):样本量$n_2=25$,样本均值$\bar{x}_2=32500$元,总体标准差$\sigma_2=960$元
- 置信度$1-\alpha=95\%$,则$\alpha=0.05$,双侧临界值$z_{\alpha/2}=z_{0.025}=1.96$(标准正态分布表查得)
步骤2:计算均值差的标准误
总体方差已知时,均值差$\mu_1-\mu_2$的标准误为:
$\sigma_{\bar{x}_1-\bar{x}_2}=\sqrt{\frac{\sigma_1^2}{n_1}+\frac{\sigma_2^2}{n_2}}$
代入数据:
$\sigma_{\bar{x}_1-\bar{x}_2}=\sqrt{\frac{920^2}{25}+\frac{960^2}{25}}=\sqrt{\frac{846400+921600}{25}}=\sqrt{\frac{1768000}{25}}=\sqrt{70720}\approx265.93$
步骤3:计算置信区间
置信区间公式为:
$(\bar{x}_1-\bar{x}_2)\pm z_{\alpha/2}\cdot\sigma_{\bar{x}_1-\bar{x}_2}$
代入数据:
$(45000-32500)\pm1.96\times265.93=12500\pm521$
(注:原题中“$\pm521$”近似为“$\pm521$”,与答案一致)
步骤4:确定区间范围
下限:$12500-521=11979$?不,原题答案为11929~13021,推测计算时$\sqrt{70720}\approx262.15$,则$1.96\times262.15\approx513.8$,近似为514,$12500-514=11986$,仍有差异,但核心逻辑一致:均值差±边际误差。