《概率论与数理统计》复习题答案(4)

2019-03-29 09:54

lnL(p)?ln4?6lnp?2ln(1?p)?4ln(1?2p),

{lnL(p)}??628???0?12p2?14p?3?0; p1?p1?2pp?17?137?137?13,因为0?p?,所以p?舍去,所以? p??0.2828。

2121212??x??1,0?x?119. 设总体X的概率密度为f(x,?)??,其中??0的未知参数,

otherwise?0,(1)求参数?的矩估计量;(2)求参数?的X1,X2,?Xn是来自总体的一个样本,最大似然估计量 。

解:(1)EX??xf(x)dx??x?x??1dx???0??1???1?X,

于是未知参数?的矩估计量为??n?X。 1?X(2)构造似然函数L(?)??f(x,?)??x1i?1??1??x2??1???xn??1??n(x1?xn)??1;

取对数:lnL(?)?nln??(??1)ln(x1?xn)?nln??(??1)?lnxi;

i?1ndlnL(?)nn???令???lnxi?0??d??i?1n?lnxi?1n,

i即未知参数?的最大似然估计值为????n?lnxi?1n。

i20.设总体X服从正态分布N(?,?2),X1,X2,X3,...,Xn为其样本,试求: (1)?,?2的矩估计量;

(2)若?2=4,n多大时方能使?的90%的置信区间的长度不超过1?(?0.05?1.65)

解:(1)由矩估计法知

??X?EX?X???X?????n?1?21n2??2?21n2222 ?EX?X????X??X?X???iii???ni?1ni?1ni?1???(2)记关于?的置信区间长度为L

L?(X?u?2?n)—(X?u?2?n)=2u?2?n 当?=0.1时,

L?2?1.65?2?1?n?(2?2?1.65)2,即n?44。 n21.从一批钉子中随机抽取16枚,测得其长度(单位:厘米)为: 2.14 2.10 2.13 2.15 2.13 2.12 2.13 2.10 2.15 2.12 2.14 2.10 2.13 2.11 2.14 2.11.

假设钉子的长度X服从正态分布N(?,0.012),求总体均值?的置信度为90%的置信区间。 (保留到小数后四位u0.025?1.96,解:x?2.215,n?16,1???0.9???0.1,??0.01 所以?的置信度为90%的置信区间为:

(x????2u0.05?1.645)

?n)?(2.215?1.645?0.01)?(2.2109,2.2191)。 1622.某大学数学测验,抽得20个学生的平均分数为x?72,样本方差s2?16, 假设分数X服从正态分布N(?,?2),求?2的置信度为98%的置信区间。(保留到小数后四位)

(附:?20.01(19)?36.191,?20.99(19)?7.633) 解:由题意,?2的置信度为98%的置信区间为:

???(n?1)s2(n?1)s2??19?1619?16??。 ,2,,39.8271?2??????8.399936.1917.633?(n?1)?(n?1)??????1?2?2?23. 要求一种元件的使用寿命为1000小时。今从一批这种元件中随机抽取25

件,测得其寿命的平均值为950小时。已知该种元件寿命服从标准差??100小时的正态分布,试在显著性水平??0.05下确定这批元件是否合格? (附:

u??1.96)

2解:假设H0:??1000,H1:??1000;n?25,x?950,??100,?0?1000; 统计量:U?X??0?/n~N?0,1?,u?x??0950?1000??2.5?1.96,

?/n100/25所以,拒绝H0,即认为这批元件不合格。

24.设某次考试的考生成绩服从正态分布,从中随机地抽取36位考生的成绩,算得平均成绩为66.5分,标准差为15分,问在显著性水平0.05下,是否可认为这次考试全体考生的平均成绩为70分?并给出检验过程。 t0.05(35)?1.6896,t0.025(35)?2.0301; t0.05(36)?1.6883,t0.025(36)?2.0281

解:已知n?36,x?66.5,s?15,1???0.95,?0?70 假设H0:?0?70;H1:?0?70 统计量:T?X??0~t?n?1? S/n所以t?x??066.5?70??1.4?t?(n?1)?t0.025(35)?2.0301, s152n36所以接受假设,即认为在显著性水平下全体考生平均成绩为70分。

25. 正常人的脉搏平均为72次/分。某医生测得10例慢性铅中毒患者的脉搏均值为67.4次/分,标准差为5.929。设人的脉搏次数/分近似服从正态分布。 (1) 取? =0.05,是否可以认为铅中毒患者的脉搏均值为72次/分。 (2) 求铅中毒患者脉搏均值的0.95的置信区间。 (附:u??u0.025?1.96,t0.025(9)?2.2622,t0.025(10)?2.2281)

2解:(1)假设H0:??72;H1:??72;?2末知,T?X??0~t(n?1)

S/n ??0.05,x?67.4,n?10,s?5.929,t?(n?1)?t0.025(9)?2.2622

2 t?x??067.4?72??2.4534?2.2622, s/n5.929/10所以,t?t?(n?1),故拒绝假设,即认为铅中毒患者的脉搏均值不是72次/分。

2(2)S?5.929,??0.05,x?67.4,n?10,t?(n?1)?t0.025(9)?2.2622;?2末知

2 对于给定置信度1???0.95,?的置信区间为:

?????5.9295.929?x?t?,x?t??67.4?2.2622?,67.4?2.2622???????

nn??1010??22=(63.16 , 71.64),所以,置信度0.95的置信区间为(63.16 , 71.64)。 26.某仪器的测量误差服从N(0,?2)分布, (1)试求关于?2的极大似然估计量;

(2)由于长期的使用,使用者发现该仪器在测量时已经产生了系统误差,但不知道误差的波动性有无改变,以往的经验值?2=2,现记录了仪器的5个测量误差值分别为:3,-5,3,-2,2。请问该仪器误差的波动性较以往有显著变化吗?(??0.05)

查表:?20.025(4)?11.143,?20.975(4)?0.484;提示:请保留到小数后两位。 解:(1)X~f(x)??2211n?i?12?e2?,L(?2)??f(xi,?2)?()e

2??2??i?1x2nn?xi2nn1n22lnL?????ln(2?)?ln(?)?2?xi

222?i?12?lnL(?2)n1n21n22???xi 令?0??2?4?xi?0????22?2?i?1ni?1(2)建立假设:H0:?2??02?2,H1:?2?2

n?1?S2?222统计量:??,?n?1?0.484,?~?n?1???????n?1??11.143 21?2?022??拒绝域:W???2??2??n?1?or?2??2??n?1??????,0.484???11.143,???

1??22?x?0.2,s?12.7,2n?1?s2????25.4?W 22?0拒绝原假设,所以认为该仪器的测量误差的波动性较以往有显著的变化。


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