题目
4、(15分)设X_(1),X_(2),...,X_(16)是来自正态总体N(mu,1)的样本,得样本均值为overline(x)=5.20,求mu的置信水平为0.95的置信区间.(u_(0.025)=1.96)
4、(15分)设$X_{1},X_{2},\cdots,X_{16}$是来自正态总体$N(\mu,1)$的样本,得样本均值为$\overline{x}=5.20$,求$\mu$的置信水平为0.95的置信区间.($u_{0.025}=1.96$)
题目解答
答案
已知总体 $X \sim N(\mu, 1)$,样本均值 $\overline{X} = 5.20$,样本量 $n = 16$,置信水平为 0.95。
对应标准正态分布的双侧分位数 $Z_{0.025} = 1.96$。
置信区间公式为:
\[
\left( \overline{X} - \frac{\sigma}{\sqrt{n}} Z_{\alpha/2}, \overline{X} + \frac{\sigma}{\sqrt{n}} Z_{\alpha/2} \right)
\]
代入数值:
\[
\left( 5.20 - \frac{1}{4} \times 1.96, 5.20 + \frac{1}{4} \times 1.96 \right) = (5.20 - 0.49, 5.20 + 0.49) = (4.71, 5.69)
\]
**答案:** $\boxed{(4.71, 5.69)}$
解析
考查要点:本题主要考查正态总体均值的置信区间估计,重点在于理解并应用已知方差时的置信区间公式。
解题核心思路:
- 确定分布类型:由于总体方差已知,且样本来自正态分布,因此使用标准正态分布(Z分布)构造置信区间。
- 计算标准误差:标准误差为 $\frac{\sigma}{\sqrt{n}}$,其中 $\sigma=1$,$n=16$。
- 代入置信区间公式:利用样本均值、临界值和标准误差,计算区间上下限。
破题关键点:
- 正确选择分位数:置信水平为0.95对应双侧分位数 $Z_{0.025}=1.96$。
- 公式应用无误:确保公式 $\overline{X} \pm Z_{\alpha/2} \cdot \frac{\sigma}{\sqrt{n}}$ 中的参数代入正确。
已知条件:
- 总体 $X \sim N(\mu, 1)$,即 $\sigma=1$
- 样本均值 $\overline{X}=5.20$
- 样本量 $n=16$
- 置信水平 $1-\alpha=0.95$,对应 $\alpha=0.05$
- 标准正态分布双侧分位数 $Z_{0.025}=1.96$
步骤解析:
- 计算标准误差:
$\frac{\sigma}{\sqrt{n}} = \frac{1}{\sqrt{16}} = \frac{1}{4} = 0.25$ - 计算边际误差:
$Z_{\alpha/2} \cdot \frac{\sigma}{\sqrt{n}} = 1.96 \times 0.25 = 0.49$ - 构造置信区间:
$\overline{X} \pm 0.49 \implies (5.20 - 0.49, 5.20 + 0.49) = (4.71, 5.69)$