题目
从正态总体(3.4,(6)^2)中抽取容量为n的样本,如果要求其样本均值位于区间(1.4,5.4)内的概率不小于0.95,问样本容量n至少应取多大?附表:标准正态分布表(3.4,(6)^2)z1.281.6451.962.33.9000.9500.9750.990
从正态总体中抽取容量为n的样本,如果要求其样本均值位于区间(1.4,5.4)内的概率不小于0.95,问样本容量n至少应取多大?
附表:标准正态分布表
z
1.28
1.645
1.96
2.33
.900
0.950
0.975
0.990
题目解答
答案
解 以表示样本均值,则
,从而有
故,由此得
,即
,所以n至少应取35。
解析
步骤 1:确定样本均值的分布
样本均值$\overline{X}$服从正态分布$N(3.4, \frac{6^2}{n})$,其中$3.4$是总体均值,$\frac{6^2}{n}$是样本均值的方差。
步骤 2:标准化样本均值
将样本均值标准化,得到$\frac{\overline{X}-3.4}{6/\sqrt{n}}$,该标准化后的变量服从标准正态分布$N(0,1)$。
步骤 3:计算概率
根据题目要求,样本均值位于区间$(1.4, 5.4)$内的概率不小于$0.95$,即$P(1.4 < \overline{X} < 5.4) \geq 0.95$。
步骤 4:标准化区间
将区间$(1.4, 5.4)$标准化,得到$P(\frac{1.4-3.4}{6/\sqrt{n}} < \frac{\overline{X}-3.4}{6/\sqrt{n}} < \frac{5.4-3.4}{6/\sqrt{n}}) \geq 0.95$。
步骤 5:计算标准化后的区间
计算标准化后的区间,得到$P(-\frac{2}{6/\sqrt{n}} < Z < \frac{2}{6/\sqrt{n}}) \geq 0.95$,其中$Z$是标准正态分布变量。
步骤 6:查找标准正态分布表
根据标准正态分布表,找到$P(|Z| < z) = 0.95$对应的$z$值,即$z = 1.96$。
步骤 7:求解样本容量
根据$-\frac{2}{6/\sqrt{n}} = -1.96$,解得$n \geq (1.96 \times 3)^2 \approx 34.57$。
样本均值$\overline{X}$服从正态分布$N(3.4, \frac{6^2}{n})$,其中$3.4$是总体均值,$\frac{6^2}{n}$是样本均值的方差。
步骤 2:标准化样本均值
将样本均值标准化,得到$\frac{\overline{X}-3.4}{6/\sqrt{n}}$,该标准化后的变量服从标准正态分布$N(0,1)$。
步骤 3:计算概率
根据题目要求,样本均值位于区间$(1.4, 5.4)$内的概率不小于$0.95$,即$P(1.4 < \overline{X} < 5.4) \geq 0.95$。
步骤 4:标准化区间
将区间$(1.4, 5.4)$标准化,得到$P(\frac{1.4-3.4}{6/\sqrt{n}} < \frac{\overline{X}-3.4}{6/\sqrt{n}} < \frac{5.4-3.4}{6/\sqrt{n}}) \geq 0.95$。
步骤 5:计算标准化后的区间
计算标准化后的区间,得到$P(-\frac{2}{6/\sqrt{n}} < Z < \frac{2}{6/\sqrt{n}}) \geq 0.95$,其中$Z$是标准正态分布变量。
步骤 6:查找标准正态分布表
根据标准正态分布表,找到$P(|Z| < z) = 0.95$对应的$z$值,即$z = 1.96$。
步骤 7:求解样本容量
根据$-\frac{2}{6/\sqrt{n}} = -1.96$,解得$n \geq (1.96 \times 3)^2 \approx 34.57$。