题目
5.7 设母体 xi sim b(1,p) (二点分布),(ξ 1,ξ2,···,5n)为取自此母体的一-|||-个子样,ξ为子样均值.-|||-(2)若 in (0,1) 为未知数,则对每个p,子样容量n应取多大才能使-|||-((||)_(xi )-(p|)^2)leqslant 0.01

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查样本均值的方差计算以及最值问题的应用。需要理解二点分布(伯努利分布)的性质,并掌握如何通过调整样本容量使方差满足给定条件。
解题核心思路:
- 明确样本均值的方差公式:对于独立同分布的样本,样本均值的方差为单个样本方差除以样本容量$n$。
- 分析目标条件:题目要求$E[(\xi - p)^2] \leq 0.01$,即样本均值的方差不超过$0.01$。
- 最值处理:由于$p(1-p)$的最大值出现在$p=0.5$时,需通过求最大值确定$n$的最小取值。
破题关键点:
- 正确写出样本均值的方差表达式:$\text{Var}(\xi) = \frac{p(1-p)}{n}$。
- 找到$p(1-p)$的最大值:利用二次函数性质确定最大值为$0.25$。
- 代入不等式求解$n$:确保$\frac{0.25}{n} \leq 0.01$,从而得到$n \geq 25$。
步骤1:计算样本均值的方差
母体$\xi \sim b(1,p)$,其方差为$p(1-p)$。样本均值$\xi$的方差为:
$\text{Var}(\xi) = \frac{p(1-p)}{n}$
步骤2:建立不等式条件
题目要求:
$E[(\xi - p)^2] = \text{Var}(\xi) \leq 0.01$
即:
$\frac{p(1-p)}{n} \leq 0.01$
步骤3:求$p(1-p)$的最大值
函数$p(1-p)$在$p \in (0,1)$时的最大值为:
$\max_{p \in (0,1)} p(1-p) = \frac{1}{4} \quad (\text{当} \ p=0.5 \ \text{时取得})$
步骤4:求解最小样本容量$n$
将最大值代入不等式:
$\frac{0.25}{n} \leq 0.01 \implies n \geq \frac{0.25}{0.01} = 25$