总体均值?的95%的置信区间为: x?t?2sn?10?2.365?3.468?10?2.89,即(7.11,
12.89)。
7.9 某居民小区为研究职工上班从家里到单位的距离,抽取了由16个人组成的一个随机样
本,他们到单位的距离(单位:km)数据见Book7.9。求职工上班从家里到单位平均距离95%的置信区间。
已知:总体服从正态分布,但?未知,n=16为小样本,?=0.05,t0.05/2(16?1)?2.131 根据样本数据计算可得:x?9.375,s=4.113 从家里到单位平均距离得95%的置信区间为:
x?t?/2
sn?9.375?2.131?4.11314?9.375?2.191,
即(7.18,11.57)。
7.10 从一批零件中随机抽取36个,测得其平均长度为149.5cm,标准差为1.93cm。
(1) 试确定该种零件平均长度95%的置信区间。
(2) 在上面的估计中,你使用了统计中的哪一个重要定理?请简要解释这一定理。 解:已知??103,n=36, x=149.5,置信水平为1-?=95%,查标准正态分布表得
??/2=1.96.
根据公式得: x???/2?n=149.5?1.96?10336
即149.5?1.96?10336=(148.9,150.1)
答:该零件平均长度95%的置信区间为148.9~150.1
(3) 在上面的估计中,你使用了统计中的哪一个重要定理?请简要解释这一定理。
答:中心极限定理论证。如果总体变量存在有限的平均数和方差,那么,不论这
个总体的分布如何,随着样本容量的增加,样本均值的分布便趋近正态分布。在现实生活中,一个随机变量服从正态分布未必很多,但是多个随即变量和的分布趋于正态分布则是普遍存在的。样本均值也是一种随机变量和的分布,因此在样本容量充分大的条件下,样本均值也趋近正态分布,这位抽样误差的概率估计理论提供了理论基础。
6
7.11 某企业生产的袋装食品采用自动打包机包装,每袋标准重量为100g。现从某天生产的
一批产品中按重复抽样随机抽取50包进行检查,测得每包重量(单位:g)见Book7.11。
已知食品重量服从正态分布,要求:
(1) 确定该种食品平均重量的95%的置信区间。
(2) 如果规定食品重量低于100g属于不合格,确定该批食品合格率的95%的置信区
间。
(1)已知:总体服从正态分布,但?未知。n=50为大样本。?=0.05,?0.05/2=1.96 根据样本计算可知 ?=101.32 s=1.63 该种食品平均重量的95%的置信区间为
????/2s/n?101.32?1.96*1.63/50?101.32?0.45
即(100.87,101.77)
(2)由样本数据可知,样本合格率:p?45/50?0.9。该批食品合格率的95%的置信区间为: p???/2p(1?p)0.9(1?0.9)=0.9?1.96=0.9?0.08,即(0.82,0.98) n50 答:该批食品合格率的95%的置信区间为:(0.82,0.98)
7.12 假设总体服从正态分布,利用Book7.12的数据构建总体均值?的99%的置信区间。
根据样本数据计算的样本均值和标准差如下;
x=16.13 ?=0.8706 E= Z??2n=2.58*
0.8706=0.45 5置信区间为x?E 所以置信区间为(15.68,16.58)
7.13 一家研究机构想估计在网络公司工作的员工每周加班的平均时间,为此随机抽取了18
名员工,得到他们每周加班的时间数据见Book7.13(单位:h)。假定员工每周加班的
时间服从正态分布,估计网络公司员工平均每周加班时间的90%的置信区间。
解:已知x=13.56 E=??*?2??7.80 ??0.1 n=18
n
置信区间=[x-??2?n, x+???2n]
7
所以置信区间=[13.56-1.645*(7.80/18), 13.56+1.645*(7.80/18)] =[10.36, 16.76]
7.14 利用下面的样本数据构建总体比例?的置信区间。
(1)n?44,p?0.51,置信水平为99%。 (2)n?300,p?0.82,置信水平为95%。 (3)n?1150,p?0.48,置信水平为90%。 (1)n?44,p?0.51,置信水平为99%。 解:由题意,已知n=44, 置信水平a=99%, Za/2=2.58 又检验统计量为: P?Z
p(1?p)n,故代入数值计算得, P?Zp(1?p)n=(0.316,0.704), 总体比例?的置信区间为(0.316,0.704)
(2)n?300,p?0.82,置信水平为95%。 解:由题意,已知n=300, 置信水平a=95%, Za/2=1.96 又检验统计量为: P?Z
p(1?p)n,故代入数值计算得, P?Zp(1?p)n=(0.777,0.863), 总体比例?的置信区间为(0.777,0.863)
(3)n?1150,p?0.48,置信水平为90%。 解:由题意,已知n=1150, 置信水平a=90%, Za/2=1.645
又检验统计量为: P?Z
p(1?p)n,故代入数值计算得, 8
P?Z
p(1?p)=(0.456,0.504), 总体比例?的置信区间为(0.456,0.504) n 7.15 在一项家电市场调查中,随机抽取了200个居民户,调查他们是否拥有某一品牌的电
视机。其中拥有该品牌电视机的家庭占23%。求总体比例的置信区间,置信水平分别
为90%和95%。
解:由题意可知n=200,p=0.23
(1)当置信水平为1-?=90%时,Z?/2=1.645 所以p?z?/2
p(1?p)0.23?(1?0.23)?0.23?1.645=0.23?0.04895 n200 即0.23?0.04895=(0.1811,0.2789), (2)当置信水平为1-?=95%时,Z?/2=1.96 所以p?z?/2p(1?p)0.23?(1?0.23)?0.23?1.96=0.23?0.05832 n200 即0.23?0.05832=(0.1717,0.28835);
答:在居民户中拥有该品牌电视机的家庭在置信水平为90%的置信区间为(18.11%,27.89%),在置信水平为95%的置信区间为(17.17%,28.835%)
7.16 一位银行的管理人员想估计每位顾客在该银行的月平均存款额。他假设所有顾客月存
款额的标准差为1000元,要求估计误差在200元以内,应选取多大的样本?
解:已知
??1000,E=1000,1???99%,z?/2?2.58
z2?/2*?2由公式n?可知n=(2.58*2.58*1000*1000)/(200*200)=167 2E答:置信水平为99%,应取167个样本。
7.17 要估计总体比例?,计算下列个体所需的样本容量。
(1)E?0.02,??0.40,置信水平为96%。
(2)E?0.04,?未知,置信水平为95%。 (3)E?0.05,??0.55,置信水平为90%。
9
(1)解:已知E?0.02, ??0.40,, ??/2=2.05 由
n???/2?(1??)/?2得
2 n?2.052?0.40(1?0.4)?0.022=2522 答:个体所需的样本容量为2522。
(2)解:已知E?0.04, ??/2=1.96
由
n???/2?(1??)/?2得
2n?1.962?0.52?0.042?601
答:个体所需的样本容量为601。
(3)解:已知??0.05, ??0.55, ??/2=1.645
由
n???/2?(1??)/?2得
2n?1.6452?0.55?0.45?0.052=268
答:个体所需的样本容量为268。
7.18 某居民小区共有居民500户,小区管理者准备采取一向新的供水设施,想了解居民是
否赞成。采取重复抽样方法随机抽取了50户,其中有32户赞成,18户反对。 (1) 求总体中赞成该项改革的户数比例的置信区间,置信水平为95%。
(2) 如果小区管理者预计赞成的比例能达到80%,应抽取多少户进行调查? (1)已知:n=50 Z??1.96
2根据抽样结果计算的样本比例为P=32/50=60% 根据(7.8)式得: P?P(1?P)n?64%?1.9664%(1?64%)50
即 64%?12.63%?(51.37%,76.63%) 答:置信区间为(51.37%,76.63%)
(2)已知??80% ??10% Z??1.96
2 10