题目
随机抽测50株5年生杂交杨树树高,平均数 overline(x)=9.36 m,标准差s=1.36 m。求这批5年生杂 交杨树平均树高置信度为95%的置信区间。
随机抽测50株5年生杂交杨树树高,平均数 $\overline{x}$=9.36 m,标准差s=1.36 m。求这批5年生杂 交杨树平均树高置信度为95%的置信区间。
题目解答
答案
为了求出这批5年生杂交杨树平均树高置信度为95%的置信区间,我们可以使用以下公式: \[ \overline{x} \pm t_{\alpha/2, n-1} \left( \frac{s}{\sqrt{n}} \right) \] 其中: - $\overline{x}$ 是样本平均数,为9.36 m。 - $s$ 是样本标准差,为1.36 m。 - $n$ 是样本大小,为50。 - $t_{\alpha/2, n-1}$ 是自由度为 $n-1$ 的t分布的上 $\alpha/2$ 分位数。对于95%的置信度,$\alpha = 0.05$,所以 $\alpha/2 = 0.025$。自由度 $n-1 = 49$。 首先,我们需要找到 $t_{0.025, 49}$。使用t分布表或计算器,我们发现 $t_{0.025, 49} \approx 2.010$。 接下来,我们计算标准误差: \[ \frac{s}{\sqrt{n}} = \frac{1.36}{\sqrt{50}} \approx \frac{1.36}{7.071} \approx 0.1923 \] 然后,我们计算 margin of error: \[ t_{0.025, 49} \left( \frac{s}{\sqrt{n}} \right) \approx 2.010 \times 0.1923 \approx 0.3865 \] 最后,我们求出置信区间: \[ \overline{x} \pm 0.3865 = 9.36 \pm 0.3865 \] 这给我们两个值: \[ 9.36 - 0.3865 \approx 8.9735 \] \[ 9.36 + 0.3865 \approx 9.7465 \] 因此,这批5年生杂交杨树平均树高置信度为95%的置信区间是 $\boxed{(8.97, 9.75)}$。
解析
本题考查总体均值的置信区间估计,由于总体标准差未知且样本量较大(但题目未明确总体是否正态,此处按常规使用t分布,当样本量较大时t分布近似正态分布),故采用t分布区间估计公式。
步骤1:确定公式与参数
总体均值$\mu$的95%置信区间公式为:
$\overline{x} \pm t_{\alpha/2, n-1} \cdot \frac{s}{\sqrt{n}}$
其中:
- 样本均值$\overline{x}=9.36\ \text{m}$
- 样本标准差$s=1.36\ \text{m}$
- 样本量$n=50$
- 自由度$df=n-1=49$
- 置信度95%,$\alpha=0.05$,$\alpha/2=0.025$
步骤2:查找t临界值
查t分布表或用统计软件得:$t_{0.025, 49}\approx2.010$(注:当自由度较大时,t值接近z值2.0,此处49自由度的t值约为2.010)。
步骤3:计算标准误差与边际误差
- 标准误差:$\frac{s}{\sqrt{n}}=\frac{1.36}{\sqrt{50}}\approx\frac{1.36}{7.071}\approx0.1923$
- 边际误差:$t_{\alpha/2, n-1}\cdot\frac{s}{\sqrt{n}}\approx2.010\times0.1923\approx0.3865$
步骤4:计算置信区间
$9.36 \pm 0.3865 \implies (9.36-0.3865, 9.36+0.3865)\approx(8.97, 9.75)$