题目
16.根据以往的生产数据,某种产品的废品率为2%。如果置信区间为95%,估计误差不超过4%,应抽取多少样本?
16.根据以往的生产数据,某种产品的废品率为2%。如果置信区间为95%,估计误差不超过4%,应抽取多少样本?
题目解答
答案
根据比例估计的样本量公式:
\[ n = \left( \frac{Z_{\alpha/2}^2 \cdot p \cdot (1-p)}{E^2} \right) \]
其中,$ Z_{\alpha/2} = 1.96 $(95%置信水平),$ p = 0.02 $(废品率),$ E = 0.04 $(估计误差)。代入公式得:
\[ n = \left( \frac{1.96^2 \cdot 0.02 \cdot 0.98}{0.04^2} \right) = 47.0596 \]
向上取整得样本量为48。
**答案:48**
解析
考查要点:本题主要考查比例估计的样本量计算,涉及统计学中的置信区间和估计误差概念。
解题核心思路:
- 确定公式:使用比例估计的样本量公式 $n = \frac{Z_{\alpha/2}^2 \cdot p \cdot (1-p)}{E^2}$。
- 代入已知参数:根据题目给出的置信水平(95%)、废品率(2%)、估计误差(4%),分别对应 $Z_{\alpha/2} = 1.96$,$p = 0.02$,$E = 0.04$。
- 计算并向上取整:计算结果后,样本量需为整数,因此对结果向上取整。
破题关键点:
- 正确选择公式:明确题目属于比例估计问题,而非均值估计。
- 参数对应关系:注意将题目中的百分比转化为小数代入公式。
- 结果处理:样本量必须为整数,且需满足至少达到计算值,因此需向上取整。
步骤1:写出样本量公式
比例估计的样本量公式为:
$n = \frac{Z_{\alpha/2}^2 \cdot p \cdot (1-p)}{E^2}$
其中,$Z_{\alpha/2}$ 是置信水平对应的临界值,$p$ 是估计的比例,$E$ 是估计误差。
步骤2:代入已知参数
- 置信水平为95%,对应 $Z_{\alpha/2} = 1.96$。
- 废品率为2%,即 $p = 0.02$。
- 估计误差不超过4%,即 $E = 0.04$。
代入公式得:
$n = \frac{1.96^2 \cdot 0.02 \cdot 0.98}{0.04^2}$
步骤3:分步计算
-
计算分子:
- $Z_{\alpha/2}^2 = 1.96^2 = 3.8416$
- $p \cdot (1-p) = 0.02 \cdot 0.98 = 0.0196$
- 分子:$3.8416 \cdot 0.0196 = 0.07529456$
-
计算分母:
- $E^2 = 0.04^2 = 0.0016$
-
求商:
$n = \frac{0.07529456}{0.0016} = 47.0591$
步骤4:确定最终样本量
计算结果为 $n \approx 47.0591$,样本量需为整数且满足条件,因此向上取整得 48。