某厂生产的零件重量服从正态分布N(μ,σ²),现从该厂生产的零件中抽取9个,测得其重量为(单位:克)45.3 45.4 45.1 45.3 45.5 45.7 45.4 45.3 45.6,试求总体标准差的0.95置信区间。
时间: 2024-03-19 11:42:40 浏览: 85
根据中心极限定理,样本平均数的分布近似服从正态分布 N(μ, σ²/n),其中 n=9 为样本容量。因此,我们可以利用样本平均数的分布来估计总体标准差的置信区间。
样本平均数为:
$$
\bar{x} = \frac{1}{n} \sum_{i=1}^{n} x_i = 45.4
$$
样本标准差为:
$$
s = \sqrt{\frac{1}{n-1} \sum_{i=1}^{n} (x_i - \bar{x})^2} \approx 0.207
$$
由于样本容量较小,我们需要使用学生 t 分布来计算置信区间。根据 t 分布的定义,有:
$$
\frac{\bar{x} - \mu}{s/\sqrt{n}} \sim t(n-1)
$$
其中,t(n-1) 为自由度为 n-1 的 t 分布。根据置信水平的定义,我们有:
$$
P \left(-t_{\alpha/2}(n-1) \leq \frac{\bar{x} - \mu}{s/\sqrt{n}} \leq t_{\alpha/2}(n-1) \right) = 1 - \alpha
$$
其中,t_{\alpha/2}(n-1) 为 t 分布的上分位数,满足 P(t_{\alpha/2}(n-1) \leq t(n-1)) = \alpha/2。在本题中,置信水平为 0.95,因此有 α=0.05,t_{\alpha/2}(n-1) = t_{0.025}(8) = 2.306。
将样本数据代入上式,得到:
$$
-2.306 \leq \frac{\mu - 45.4}{0.207/\sqrt{9}} \leq 2.306
$$
化简得:
$$
43.73 \leq \mu \leq 47.07
$$
因此,总体标准差的 0.95 置信区间为 (43.73, 47.07)。
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