题目
3.填空题【填空题】75101B.某炼铁厂的铁水含碳量X~N(μ,0.108²),现随机测定了5炉铁水,其含碳量为4.28,4.40,4.42,4.33,4.37,此时μ的置信水平为95%的双侧置信区间为____。 (保留两位小数,括号与逗号用半角,逗号后加一个空格)
3.填空题
【填空题】75101B.某炼铁厂的铁水含碳量X~N(μ,0.108²),现随机测定了5炉铁水,其含碳量为4.28,4.40,4.42,4.33,4.37,此时μ的置信水平为95%的双侧置信区间为____。 (保留两位小数,括号与逗号用半角,逗号后加一个空格)
题目解答
答案
1. **计算样本均值**:
$\overline{X} = \frac{1}{5}(4.28 + 4.40 + 4.42 + 4.33 + 4.37) = 4.36$
2. **确定分位数**:
对于95%置信水平,$\alpha = 0.05$,$\alpha/2 = 0.025$,查表得 $u_{0.025} = 1.96$。
3. **计算置信区间半径**:
$\frac{\sigma}{\sqrt{n}} u_{\alpha/2} = \frac{0.108}{\sqrt{5}} \times 1.96 \approx 0.09$
4. **构建置信区间**:
$\left( \overline{X} - 0.09, \overline{X} + 0.09 \right) = (4.27, 4.45)$
**答案**:$\boxed{(4.27, 4.45)}$
解析
考查要点:本题主要考查正态总体均值的双侧置信区间的计算,涉及样本均值、标准正态分布分位数、置信区间半径的计算。
解题核心思路:
- 计算样本均值:作为置信区间的中心。
- 确定分位数:根据置信水平95%和双侧检验,找到标准正态分布的临界值。
- 计算置信区间半径:结合总体标准差、样本量和分位数。
- 构建区间:用样本均值加减半径得到最终区间。
破题关键点:
- 总体方差已知,直接使用Z分布(标准正态分布)。
- 样本量较小(n=5),但题目未要求用t分布,说明允许使用Z近似。
- 四舍五入规则需注意,确保结果保留两位小数。
1. 计算样本均值
样本数据为:4.28, 4.40, 4.42, 4.33, 4.37
$\overline{X} = \frac{1}{5}(4.28 + 4.40 + 4.42 + 4.33 + 4.37) = \frac{21.80}{5} = 4.36$
2. 确定分位数
置信水平95%对应$\alpha = 0.05$,双侧检验时$\alpha/2 = 0.025$。查标准正态分布表得:
$u_{0.025} = 1.96$
3. 计算置信区间半径
总体标准差$\sigma = 0.108$,样本量$n = 5$:
$\text{半径} = \frac{\sigma}{\sqrt{n}} \cdot u_{\alpha/2} = \frac{0.108}{\sqrt{5}} \times 1.96 \approx 0.04829 \times 1.96 \approx 0.0947 \approx 0.09$
4. 构建置信区间
$\left( \overline{X} - 0.09, \overline{X} + 0.09 \right) = (4.36 - 0.09, 4.36 + 0.09) = (4.27, 4.45)$