题目
设总体X~N(μ,σ^2)(σ^2已知)则在给定样本容量n及置信度1-α的情况下,未知参数μ的置信区间长度随着样本均值widehat(X)的增加而( )A. 增加B. 减少C. 不变D. 不能确定增或减
设总体X~N$(μ,σ^2)(σ^2已知)$则在给定样本容量n及置信度1-α的情况下,未知参数μ的置信区间长度随着样本均值$\widehat{X}$的增加而( )
A. 增加
B. 减少
C. 不变
D. 不能确定增或减
题目解答
答案
C. 不变
解析
考查要点:本题主要考查置信区间长度的影响因素,需要理解置信区间公式的结构及其各组成部分的含义。
解题核心思路:
置信区间长度的计算公式中,样本均值$\widehat{X}$仅影响区间的中心位置,而不影响区间的长度。关键在于分析公式中与长度相关的参数是否包含$\widehat{X}$。
破题关键点:
- 明确置信区间公式为$\widehat{X} \pm z_{\alpha/2} \cdot \frac{\sigma}{\sqrt{n}}$,其中长度为$2 \cdot z_{\alpha/2} \cdot \frac{\sigma}{\sqrt{n}}$。
- 观察公式可知,长度由置信水平$1-\alpha$(决定$z_{\alpha/2}$)、总体方差$\sigma^2$、样本容量$n$共同决定,与$\widehat{X}$无关。
对于总体$X \sim N(\mu, \sigma^2)$且$\sigma^2$已知的情况,参数$\mu$的置信区间公式为:
$\widehat{X} \pm z_{\alpha/2} \cdot \frac{\sigma}{\sqrt{n}}$
其中:
- $\widehat{X}$是样本均值,决定区间的中心位置;
- $z_{\alpha/2}$是标准正态分布的临界值,由置信水平$1-\alpha$决定;
- $\frac{\sigma}{\sqrt{n}}$是标准误差,反映估计的精度。
置信区间长度为:
$2 \cdot z_{\alpha/2} \cdot \frac{\sigma}{\sqrt{n}}$
该长度仅与置信水平、总体方差、样本容量相关,而与$\widehat{X}$无关。因此,无论$\widehat{X}$如何变化,只要$n$、$\sigma^2$和$1-\alpha$不变,置信区间长度始终不变。