题目
8.某厂宣称已采取措施进行废水治理,现环保部门抽测了9个水样,测得每kg水样中有毒物质含量的样本均值17(单位:mg),样本标准差为2.4。假设该有毒物质的含量服从正态分布,以往该厂废水中有毒物质的平均含量为18.2。在显著性水平0.05下,问废水中有毒物质的含量有无显著变化?
8.某厂宣称已采取措施进行废水治理,现环保部门抽测了9个水样,测得每kg水样中有毒物质含量的样本均值17(单位:mg),样本标准差为2.4。假设该有毒物质的含量服从正态分布,以往该厂废水中有毒物质的平均含量为18.2。在显著性水平0.05下,问废水中有毒物质的含量有无显著变化?
题目解答
答案
1. **建立假设**:
$H_0: \mu = 18.2$(无显著变化),$H_1: \mu \neq 18.2$(有显著变化)。
2. **计算 t 统计量**:
\[
t = \frac{\overline{x} - \mu_0}{s / \sqrt{n}} = \frac{17 - 18.2}{2.4 / 3} = -1.5
\]
3. **确定临界值**:
显著性水平 $\alpha = 0.05$,自由度 $df = 8$,查表得 $t_{0.025,8} = 2.306$。
4. **比较 t 值与临界值**:
$|t| = 1.5 < 2.306$,落在接受域。
5. **结论**:
不拒绝 $H_0$,认为含量无显著变化。
\[
\boxed{\text{认为废水中有毒物质的含量无显著变化。}}
\]
解析
本题考查的是正态总体均值的 t 检验。解题思路如下:
- 首先根据题目要求建立原假设 $H_0$ 和备择假设 $H_1$。原假设 $H_0$ 通常表示没有显著变化,即废水中有毒物质的平均含量仍为以往的 $18.2$;备择假设 $H_1$ 表示有显著变化,即平均含量不等于 $18.2$。
- 由于总体方差未知,样本来自正态分布,所以使用 t 检验。计算 t 统计量,其计算公式为 $t=\frac{\overline{x}-\mu_0}{s / \sqrt{n}}$,其中 $\overline{x}$ 是样本均值,$\mu_0$ 是原假设中的总体均值,$s$ 是样本标准差,$n$ 是样本容量。
- 确定自由度 $df=n - 1$,根据显著性水平 $\alpha$ 确定双侧检验的临界值 $t_{\frac{\alpha}{2},n - 1}$。
- 比较计算得到的 t 统计量的绝对值 $|t|$ 与临界值 $t_{\frac{\alpha}{2},n - 1}$ 的大小。若 $|t|\lt t_{\frac{\alpha}{2},n - 1}$,则落在接受域,不拒绝原假设 $H_0$;若 $|t|\geq t_{\frac{\alpha}{2},n - 1}$,则落在拒绝域,拒绝原假设 $H_0$。
- 根据比较结果得出结论。
下面进行详细计算:
- 建立假设:
- 原假设 $H_0:\mu = 18.2$(无显著变化),备择假设 $H_1:\mu\neq 18.2$(有显著变化)。
- 计算 t 统计量:
- 已知样本均值 $\overline{x}=17$,原假设中的总体均值 $\mu_0 = 18.2$,样本标准差 $s = 2.4$,样本容量 $n = 9$。
- 将这些值代入 t 统计量公式 $t=\frac{\overline{x}-\mu_0}{s / \sqrt{n}}$,可得:
- $t=\frac{17 - 18.2}{2.4 / \sqrt{9}}=\frac{-1.2}{2.4 / 3}=\frac{-1.2}{0.8}=-1.5$。
- 确定临界值:
- 显著性水平 $\alpha = 0.05$,自由度 $df=n - 1=9 - 1 = 8$。
- 对于双侧检验,$\frac{\alpha}{2}=0.025$,查 t 分布表得 $t_{0.025,8}=2.306$。
- 比较 t 值与临界值:
- 计算 $|t|=\vert - 1.5\vert = 1.5$。
- 因为 $1.5\lt 2.306$,即 $|t|\lt t_{0.025,8}$,所以 t 值落在接受域。
- 结论:
- 由于 t 值落在接受域,所以不拒绝原假设 $H_0$,认为废水中有毒物质的含量无显著变化。