设总体sim N(mu (sigma )^2),sim N(mu (sigma )^2)未知,从总体中抽取容量为9的样本,测得样本均值sim N(mu (sigma )^2)=1.56, 样本方差sim N(mu (sigma )^2)=0.81,取置信水平为95%,则以下哪个说法是正确的?(备用数据为:sim N(mu (sigma )^2)sim N(mu (sigma )^2)sim N(mu (sigma )^2)sim N(mu (sigma )^2)sim N(mu (sigma )^2)sim N(mu (sigma )^2).)A.μ的双侧置信区间为(0.88134,2.23866)B.μ的单侧置信上限为2.11785C.μ的双侧置信区间为(1.00215,2.11785)D.μ的双侧置信区间为(0.972,2.148)
设总体
,
未知,从总体中抽取容量为9的样本,测得样本均值
=1.56, 样本方差
=0.81,取置信水平为95%,则以下哪个说法是正确的?(备用数据为:




.)
A.μ的双侧置信区间为(0.88134,2.23866)
B.μ的单侧置信上限为2.11785
C.μ的双侧置信区间为(1.00215,2.11785)
D.μ的双侧置信区间为(0.972,2.148)
题目解答
答案
解析
本题考查正态总体均值的区间估计,解题思路如下:
- 首先明确已知条件,总体$X\sim N(\mu,\sigma^{2})$,$\sigma^{2}$未知,样本容量$n = 9$,样本均值$\overline{x}=1.56$,样本方差$s^{2}=0.81$,则样本标准差$s=\sqrt{0.81}=0.9$,置信水平为$95\%$,即$\alpha=1 - 0.95 = 0.05$。
- 由于总体方差$\sigma^{2}$未知,故采用$t$分布来构造置信区间。
- 分别计算双侧置信区间和单侧置信上限。
计算双侧置信区间
根据$t$分布的性质,$\mu$的双侧置信区间为$(\overline{x}-t_{\frac{\alpha}{2}}(n - 1)\frac{s}{\sqrt{n}},\overline{x}+t_{\frac{\alpha}{2}}(n - 1)\frac{s}{\sqrt{n}})$。
已知$n = 9$,则自由度$n - 1 = 8$,$\frac{\alpha}{2}=\frac{0.05}{2}=0.025$,$t_{0.025}(8)=2.3060$,$\overline{x}=1.56$,$s = 0.9$,$n = 9$。
将这些值代入双侧置信区间公式可得:
下限为$\overline{x}-t_{\frac{\alpha}{2}}(n - 1)\frac{s}{\sqrt{n}}=1.56-2.3060\times\frac{0.9}{\sqrt{9}}$
$=1.56 - 2.3060\times0.3=1.56 - 0.6918 = 0.8682$
上限为$\overline{x}+t_{\frac{\alpha}{2}}(n - 1)\frac{s}{\sqrt{n}}=1.56+2.3060\times\frac{0.9}{\sqrt{9}}$
$=1.56 + 2.3060\times0.3=1.56 + 0.6918 = 2.2518$
所以$\mu$的双侧置信区间为$(0.8682,2.2518)$,选项A、C、D错误。
计算单侧置信上限
$\mu$的单侧置信上限为$\overline{x}+t_{\alpha}(n - 1)\frac{s}{\sqrt{n}}$。
已知$n = 9$,自由度$n - 1 = 8$,$\alpha = 0.05$,$t_{0.05}(8)=1.8595$,$\overline{x}=1.56$,$s = 0.9$,$n = 9$。
将这些值代入单侧置信上限公式可得:
$\overline{x}+t_{\alpha}(n - 1)\frac{s}{\sqrt{n}}=1.56+1.8595\times\frac{0.9}{\sqrt{9}}$
$=1.56 + 1.8595\times0.3=1.56 + 0.55785 = 2.11785$
所以$\mu$的单侧置信上限为$2.11785$,选项B正确。