题目
设分析某铁矿石中 (Fc) 的质量分数时,所得结果符合正态分布。已知测定结果平均值 bar(x) 为 52.43%,标准偏差 sigma 为 0.06%,试证明下列结论:重复测定 20 次,有 19 次测定结果落在 52.32%sim 52.54% 范围内。
设分析某铁矿石中 $\text{Fc}$ 的质量分数时,所得结果符合正态分布。已知测定结果平均值 $\bar{x}$ 为 $52.43\%$,标准偏差 $\sigma $ 为 $0.06\%$,试证明下列结论:重复测定 $20$ 次,有 $19$ 次测定结果落在 $52.32\%\sim 52.54\%$ 范围内。
题目解答
答案
$19$
解析
步骤 1:确定正态分布的范围
根据题目,测定结果符合正态分布,平均值 $\bar{x} = 52.43\%$,标准偏差 $\sigma = 0.06\%$。要证明有 $19$ 次测定结果落在 $52.32\%\sim 52.54\%$ 范围内,首先需要确定这个范围在正态分布中的位置。
步骤 2:计算标准分数
计算 $52.32\%$ 和 $52.54\%$ 对应的标准分数($z$ 分数)。
$$
z_1 = \frac{52.32 - 52.43}{0.06} = -2.17
$$
$$
z_2 = \frac{52.54 - 52.43}{0.06} = 1.83
$$
步骤 3:查找标准正态分布表
查找标准正态分布表,得到 $z_1 = -2.17$ 和 $z_2 = 1.83$ 对应的累积概率。
$$
P(z_1) = P(z = -2.17) = 0.0150
$$
$$
P(z_2) = P(z = 1.83) = 0.9664
$$
步骤 4:计算落在范围内的概率
计算落在 $52.32\%\sim 52.54\%$ 范围内的概率。
$$
P(52.32\% \leq x \leq 52.54\%) = P(z_2) - P(z_1) = 0.9664 - 0.0150 = 0.9514
$$
步骤 5:计算落在范围内的次数
重复测定 $20$ 次,有 $19$ 次测定结果落在 $52.32\%\sim 52.54\%$ 范围内,计算落在范围内的次数。
$$
n = 20 \times 0.9514 = 19.028
$$
由于测定次数为整数,所以有 $19$ 次测定结果落在 $52.32\%\sim 52.54\%$ 范围内。
根据题目,测定结果符合正态分布,平均值 $\bar{x} = 52.43\%$,标准偏差 $\sigma = 0.06\%$。要证明有 $19$ 次测定结果落在 $52.32\%\sim 52.54\%$ 范围内,首先需要确定这个范围在正态分布中的位置。
步骤 2:计算标准分数
计算 $52.32\%$ 和 $52.54\%$ 对应的标准分数($z$ 分数)。
$$
z_1 = \frac{52.32 - 52.43}{0.06} = -2.17
$$
$$
z_2 = \frac{52.54 - 52.43}{0.06} = 1.83
$$
步骤 3:查找标准正态分布表
查找标准正态分布表,得到 $z_1 = -2.17$ 和 $z_2 = 1.83$ 对应的累积概率。
$$
P(z_1) = P(z = -2.17) = 0.0150
$$
$$
P(z_2) = P(z = 1.83) = 0.9664
$$
步骤 4:计算落在范围内的概率
计算落在 $52.32\%\sim 52.54\%$ 范围内的概率。
$$
P(52.32\% \leq x \leq 52.54\%) = P(z_2) - P(z_1) = 0.9664 - 0.0150 = 0.9514
$$
步骤 5:计算落在范围内的次数
重复测定 $20$ 次,有 $19$ 次测定结果落在 $52.32\%\sim 52.54\%$ 范围内,计算落在范围内的次数。
$$
n = 20 \times 0.9514 = 19.028
$$
由于测定次数为整数,所以有 $19$ 次测定结果落在 $52.32\%\sim 52.54\%$ 范围内。