题目
某总体的标准差sigma=3(cm),从中抽取40个个体,其样本平均数bar(x)=642(cm),试给出总体期望值mu的95%的置信上、下限分别为()。 上限为642.93,下限为641.07 上限为632.93,下限为641.07 上限为642.93,下限为551.07 上限为642.93,下限为643.11
某总体的标准差$\sigma=3\text{cm}$,从中抽取40个个体,其样本平均数$\bar{x}=642\text{cm}$,试给出总体期望值$\mu$的95%的置信上、下限分别为()。
上限为642.93,下限为641.07
上限为632.93,下限为641.07
上限为642.93,下限为551.07
上限为642.93,下限为643.11
题目解答
答案
已知:$\sigma = 3$ cm,$n = 40$,$\overline{x} = 642$ cm,置信水平为 95%。
对应标准正态分布的临界值 $z_{0.025} = 1.96$。
计算标准误:$\frac{\sigma}{\sqrt{n}} = \frac{3}{\sqrt{40}} \approx 0.4743$。
计算 margin of error:$1.96 \times 0.4743 \approx 0.93$。
置信区间为:$\overline{x} \pm 0.93$,即上限为 642.93,下限为 641.07。
答案:$\boxed{B}$。
解析
本题考查总体期望值的置信区间的计算。解题思路如下:
- 明确已知条件,包括总体标准差$\sigma$、样本容量$n$、样本平均数$\bar{x}$以及置信水平。
- 根据置信水平确定标准正态分布的临界值$z_{\alpha/2}$。
- 计算标准误$\frac{\sigma}{\sqrt{n}}$,它反映了样本均值的抽样误差。
- 计算边际误差$E = z_{\alpha/2}\times\frac{\sigma}{\sqrt{n}}$,边际误差表示样本均值与总体均值之间的最大可能误差。
- 最后根据公式$\bar{x}\pm E$计算总体期望值$\mu$的置信区间,从而得到置信上限和下限。
下面进行详细计算:
- 已知总体标准差$\sigma = 3\text{cm}$,样本容量$n = 40$,样本平均数$\bar{x} = 642\text{cm}$,置信水平为$95\%$,则$\alpha=1 - 95\%=0.05$,$\alpha/2 = 0.025$。
- 查标准正态分布表可得临界值$z_{0.025}=1.96$。
- 计算标准误:
- 根据公式$\frac{\sigma}{\sqrt{n}}$,将$\sigma = 3$,$n = 40$代入可得$\frac{\sigma}{\sqrt{n}}=\frac{3}{\sqrt{40}}$。
- 计算$\sqrt{40}\approx6.3246$,则$\frac{3}{\sqrt{40}}\approx\frac{3}{6.3246}\approx0.4743$。
- 计算边际误差$E$:
- 根据公式$E = z_{\alpha/2}\times\frac{\sigma}{\sqrt{n}}$,将$z_{0.025}=1.96$,$\frac{\sigma}{\sqrt{n}}\approx0.4743$代入可得$E = 1.96\times0.4743$。
- $1.96\times0.4743 = 0.929628\approx0.93$。
- 计算置信区间:
- 置信上限为$\bar{x}+E$,将$\bar{x} = 642$,$E\approx0.93$代入可得$642 + 0.93 = 642.93$。
- 置信下限为$\bar{x}-E$,将$\bar{x} = 642$,$E\approx0.93$代入可得$642 - 0.93 = 641.07$。