题目
例17:一种原元件,要求其使用寿命不低于1000小时。现在从一批元件中随机抽取25件,测得其寿命平均值为950小时。已知该元件寿命服从标准差σ=100(小时)的正态分布。试在显著水平0.05下确定这批元件是否合格
例17:一种原元件,要求其使用寿命不低于1000小时。现在从一批元件中随机抽取25件,测得其寿命平均值为950小时。已知该元件寿命服从标准差σ=100(小时)的正态分布。试在显著水平0.05下确定这批元件是否合格
题目解答
答案
1. **假设:**
$ H_0: \mu \geq 1000 $(合格),$ H_1: \mu < 1000 $(不合格)。
2. **检验统计量:**
$ Z = \frac{\bar{X} - \mu_0}{\sigma / \sqrt{n}} = \frac{950 - 1000}{100 / \sqrt{25}} = -2.5 $。
3. **拒绝域:**
单侧检验,$\alpha = 0.05$,临界值 $Z_{0.05} = -1.645$,拒绝域为 $Z < -1.645$。
4. **结论:**
$Z = -2.5 < -1.645$,拒绝 $H_0$,接受 $H_1$。
**答案:**
\[
\boxed{\text{不合格}}
\]
解析
本题考查正态总体均值的假设检验知识。解题思路如下:
- 提出假设:根据题目要求,我们要判断这批元件是否合格,合格的标准是使用寿命不低于1000小时,所以原假设 $H_0$ 设为元件平均寿命 $\mu \geq 1000$(合格),备择假设 $H_1$ 设为元件平均寿命 $\mu < 1000$(不合格)。
- 确定检验统计量:已知该元件寿命服从标准差 $\sigma = 100$ 小时的正态分布,样本容量 $n = 25$,样本均值 $\bar{X}=950$ 小时。在总体方差已知的情况下,对于正态总体均值的检验,使用 $Z$ 检验统计量,其公式为 $Z=\frac{\bar{X}-\mu_0}{\sigma/\sqrt{n}}$,其中 $\mu_0$ 是原假设中的总体均值,这里 $\mu_0 = 1000$。将数值代入公式可得:
- $Z=\frac{\bar{X}-\mu_0}{\sigma/\sqrt{n}}=\frac{950 - 1000}{100/\sqrt{25}}$
- 先计算分母 $\sigma/\sqrt{n}=100/\sqrt{25}=100/5 = 20$。
- 再计算分子 $950 - 1000=-50$。
- 所以 $Z=\frac{-50}{20}=-2.5$。
- 确定拒绝域:本题是单侧检验(因为备择假设是 $\mu < 1000$),显著水平 $\alpha = 0.05$。查标准正态分布表可得临界值 $Z_{0.05}=-1.645$,拒绝域为 $Z < -1.645$。这意味着当计算得到的 $Z$ 值小于 -1.645 时,我们就有足够的证据拒绝原假设 $H_0$。
- 得出结论:计算得到的 $Z=-2.5$,比较 $Z$ 值和临界值,$-2.5<-1.645$,即 $Z$ 值落在拒绝域内,所以我们拒绝原假设 $H_0$,接受备择假设 $H_1$,也就是认为这批元件不合格。