题目
31. (4.0分) 从总体Xsim N(mu,sigma^2)中抽取容量为10的一个样本,样本方差s^2=0.07.则总体方差sigma^2的置信度0.95的置信区间_____((chi)_(0.025)^2(9)=19.023,(chi)_(0.975)^2(9)=2.7,(chi)_(0.025)^2(8)=17.535,(chi)_(0.975)^2(8)=2.18). (保留四位有效数字)
31. (4.0分) 从总体$X\sim N(\mu,\sigma^{2})$中抽取容量为10的一个样本,样本方差$s^{2}=0.07$.则总体方差$\sigma^{2}$的置信度0.95的置信区间_____(${\chi}_{0.025}^{2}(9)=19.023$,${\chi}_{0.975}^{2}(9)=2.7$,${\chi}_{0.025}^{2}(8)=17.535$,${\chi}_{0.975}^{2}(8)=2.18$). (保留四位有效数字)
题目解答
答案
为了求出总体方差$\sigma^2$的置信度为0.95的置信区间,我们使用$\chi^2$分布。样本方差$s^2$与总体方差$\sigma^2$之间的关系由以下公式给出:
\[
\frac{(n-1)s^2}{\sigma^2} \sim \chi^2_{n-1}
\]
其中$n$是样本大小,$s^2$是样本方差,$\chi^2_{n-1}$是自由度为$n-1$的$\chi^2$分布。对于本题,$n = 10$,$s^2 = 0.07$,自由度为$n-1 = 9$。
置信度为0.95的置信区间由以下不等式给出:
\[
\chi^2_{0.975,9} < \frac{(n-1)s^2}{\sigma^2} < \chi^2_{0.025,9}
\]
将已知值$\chi^2_{0.975,9} = 2.7$和$\chi^2_{0.025,9} = 19.023$代入,我们得到:
\[
2.7 < \frac{9 \cdot 0.07}{\sigma^2} < 19.023
\]
首先,我们解不等式的左边:
\[
2.7 < \frac{0.63}{\sigma^2} \implies \sigma^2 < \frac{0.63}{2.7} \implies \sigma^2 < 0.2333
\]
接下来,我们解不等式的右边:
\[
\frac{0.63}{\sigma^2} < 19.023 \implies \sigma^2 > \frac{0.63}{19.023} \implies \sigma^2 > 0.0331
\]
因此,总体方差$\sigma^2$的置信度为0.95的置信区间为:
\[
(0.0331, 0.2333)
\]
保留四位有效数字,置信区间为:
\[
\boxed{(0.0331, 0.2333)}
\]