9.(阅读理解,16分)肥胖小鼠是一种常见的糖尿病动物模型。某模式动物中心生产了一批肥胖小鼠,从中随机抽取6只,测其体重为(单位:克)如下41 40 42 45 47 43假设小鼠体重服从正态分布。文献报道同龄普通小鼠的平均体重为38克。今需要利用题给数据在α=0.01水平检验这批肥胖小鼠的体重是否明显高于普通小鼠。据题意,回答下列各题(填空题只填数字,不考虑单位)。(1)(填空题)样本均数为____;方差为____;标准差为____。(答案用英文输入法状态下的整数或小数表示。如有必要,在计算结果时,中间结果一包括查表所得参数或除法、开方产生的结果一小数点后四舍五入保留三位小数,最终结果小数点后四舍五入保留两位小数)第1空第2空第3空(2)(填空题)样本标准误为____;变异系数为____%。注意变异系数为百分比,百分号在题干中已经给出。(答案用英文输入法状态下的整数或小数表示。如有必要,在计算结果时,中间结果一包括查表所得参数或除法、开方产生的结果一小数点后四舍五入保留三位小数,最终结果小数点后四舍五入保留两位小数)第1空
题目解答
答案
(1) 样本均数:
$\bar{x} = \frac{41 + 40 + 42 + 45 + 47 + 43}{6} = 43$
方差:
$s^2 = \frac{\sum (x_i - \bar{x})^2}{n-1} = \frac{4 + 9 + 1 + 4 + 16 + 0}{5} = 6.8$
标准差:
$s = \sqrt{6.8} \approx 2.61$
(2) 样本标准误:
$s_{\bar{x}} = \frac{s}{\sqrt{n}} \approx \frac{2.61}{\sqrt{6}} \approx 1.06$
变异系数:
$CV = \left( \frac{s}{\bar{x}} \right) \times 100\% \approx \left( \frac{2.61}{43} \right) \times 100\% \approx 6.06\%$
$\boxed{\begin{array}{ccc}43 & 6.8 & 2.61 \\1.06 & 6.06 \\\end{array}}$
解析
本题考查正态分布下样本统计量的计算以及假设检验相关知识。解题思路是先根据样本数据计算样本均数、方差、标准差等统计量,再计算样本标准误和变异系数。
计算样本均数
样本均数$\bar{x}$的计算公式为$\bar{x}=\frac{\sum_{i = 1}^{n}x_{i}}{n}$,其中$x_{i}$为样本中的每个数据,$n$为样本数量。
将$x_{1}=41$,$x_{2}=40$,$x_{3}=42$,$x_{4}=45$,$x_{5}=47$,$x_{6}=43$,$n = 6$代入公式可得:
$\bar{x}=\frac{41 + 40 + 42 + 45 + 47 + 43}{6}=\frac{258}{6}=43$
计算样本方差
样本方差\\(s^{2}\)的计算公式为$s^{2}=\frac{\sum_{i = 1}^{n}(x_{i}-\bar{x})^{2}}{n - 1}$。
先计算$(x_{1}-\bar{x})^{2}=(41 - 43)^{2}=(-2)^{2}=4$,$(x_{2}-\bar{x})^{2}=(40 - 43)^{2}=(-3)^{2}=9$,$(x_{3}-\bar{x})^{2}=(42 - 43)^{2}=(-1)^{2}=1$,$(x_{4}-\bar{x})^{2}=(45 - 43)^{2}=2^{2}=4$,$(x_{5}-\bar{x})^{2}=(47 - 43)^{2}=4^{2}=16$,$(x_{6}-\bar{x})^{2}=(43 - 43)^{2}=0^{2}=0$。
再将$\sum_{i = 1}^{6}(x_{i}-\bar{x})^{2}=4 + 9 + 1 + 4 + 16 + 0 = 34$,$n = 6$代入公式可得:
$s^{2}=\frac{34}{6 - 1}=\frac{34}{5}=6.8$
计算样本标准差
样本标准差$s$的计算公式为$s=\sqrt{s^{2}}$。
将$s^{2}=6.8$代入公式可得:
$s=\sqrt{6.8}\approx2.61$
计算样本标准误
样本标准误$s_{\bar{x}}$的计算公式为$s_{\bar{x}}=\frac{s}{\sqrt{n}}$。
将$s\approx2.61$,$n = 6$代入公式可得:
$s_{\bar{x}}=\frac{2.61}{\sqrt{6}}\approx\frac{2.61}{2.45}\approx1.06$
计算变异系数
变异系数$CV$的计算公式为$CV=\left(\frac{s}{\bar{x}}\right)\times100\%$。
将$s\approx2.61$,$\bar{x}=43$代入公式可得:
$CV=\left(\frac{2.61}{43}\right)\times100\%\approx0.0607\times100\%\approx6.06\%$