题目
有一种零件,要求其使用寿命不得低于1000h,现抽取25件,测得其均值950h,已知该种零件寿命服从正态分布,且已知σ=100,问在α=0.05下,这批元件合格否?
有一种零件,要求其使用寿命不得低于1000h,现抽取25件,测得其均值950h,已知该种零件寿命服从正态分布,且已知σ=100,问在α=0.05下,这批元件合格否?
题目解答
答案
答: 要检验的假设为 H 0 :μ≥1000,H 1 :μ<800 根据题意σ=100已知,H 0 为真时,检验统计量 ,α=0.05,查标准正态分布表知z 0.05 =1.645,拒绝域为 =-1.645。 Z的观察值为 <-1.645,故应拒绝H 0 ,即这批元件不合格。
解析
本题考查正态总体均值的假设检验,解题思路如下:
- 提出假设:根据题目要求,确定原假设 $H_0$ 和备择假设 $H_1$。原假设 $H_0$ 通常是我们想要检验是否成立的假设,备择假设 $H_1$ 是当原假设不成立时的另一种情况。本题中,要求零件使用寿命不得低于 $1000h$,所以原假设 $H_0:\mu\geq1000$,备择假设 $H_1:\mu < 1000$。
- 选择检验统计量:由于总体服从正态分布且总体标准差 $\sigma$ 已知,根据正态分布的性质,我们使用 $Z$ 检验统计量,其公式为 $Z=\frac{\overline{X}-\mu_0}{\frac{\sigma}{\sqrt{n}}}$,其中 $\overline{X}$ 是样本均值,$\mu_0$ 是原假设中的总体均值,$\sigma$ 是总体标准差,$n$ 是样本容量。
- 确定拒绝域:给定显著性水平 $\alpha = 0.05$,本题是单侧检验(因为备择假设是 $\mu < 1000$),查标准正态分布表可得临界值 $z_{\alpha}=z_{0.05} = 1.645$,拒绝域为 $Z < -z_{\alpha}=-1.645$。
- 计算检验统计量的值:已知样本均值 $\overline{X} = 950$,$\mu_0 = 1000$,$\sigma = 100$,样本容量 $n = 25$,将这些值代入 $Z$ 检验统计量公式可得:
$\begin{align*}Z&=\frac{\overline{X}-\mu_0}{\frac{\sigma}{\sqrt{n}}}\\&=\frac{950 - 1000}{\frac{100}{\sqrt{25}}}\\&=\frac{-50}{\frac{100}{5}}\\&=\frac{-50}{20}\\&=-2.5\end{align*}$ - 做出决策:比较计算得到的 $Z$ 值和拒绝域。因为 $Z=-2.5 < -1.645$,所以 $Z$ 的观察值落在拒绝域内,故应拒绝原假设 $H_0$,即认为这批元件不合格。