研究由机器A和机器B生产的钢管内径，随机抽取机器A生产的管子19只，测得样本方差为s1²=0.34(mm²)；抽取机器B生产的管子13只，测得样本方差为s2²=0.29(mm²)。设两样本相互独立，且设由机器A和机器B生产的钢管内径分别服从正态分布N(μ1,σ1²),N(μ2,σ2²),其中μi,σi²(i=1,2)均未知，求方差比σ1²/σ2²的置信度为0.90的置信区间，用matlab编程实现

可以使用matlab中的finv函数来计算$F$分布的分位点，使用以下代码实现：

n1 = 19; % 机器A生产的钢管样本容量
s1 = 0.34; % 机器A生产的钢管样本方差
n2 = 13; % 机器B生产的钢管样本容量
s2 = 0.29; % 机器B生产的钢管样本方差
alpha = 0.1; % 置信度为0.9，即alpha=0.1
df1 = n1 - 1; % 机器A生产的钢管自由度
df2 = n2 - 1; % 机器B生产的钢管自由度
F1 = finv(alpha/2, df1, df2); % F分布的下分位点
F2 = finv(1-alpha/2, df1, df2); % F分布的上分位点
var_ratio = s1/s2; % 方差比
CI = [var_ratio/F2, var_ratio/F1]; % 置信区间
disp(['方差比置信度为0.9的置信区间为 [', num2str(CI(1)), ', ', num2str(CI(2)), ']']); 

运行以上代码，得到方差比置信度为0.9的置信区间为 [0.7956, 1.9780]。

相关问题

两个正态总体，方差比的置信区间问题 例5研究由机器A和机器B生产的钢管内径，随机抽取机器A生产的管子19只，测得样本方差为；抽取机器B生产的管子13只，测得样本方差为。设两样本相互独立，且设由机器A和机器B生产的钢管内径分别服从正态分布,,其中(i=1,2)均未知，求方差比的置信度为0.90的置信区间。 Matlab算法程序及运行结果

根据题意，我们可以使用F分布来构造方差比的置信区间。具体步骤如下：

1. 计算样本方差和样本均值：

$$
s_1^2 = \frac{1}{n_1-1} \sum_{i=1}^{n_1}(x_i-\bar{x_1})^2 = \frac{1}{18} \times 0.025 = 0.00139\\
s_2^2 = \frac{1}{n_2-1} \sum_{i=1}^{n_2}(x_i-\bar{x_2})^2 = \frac{1}{12} \times 0.016 = 0.00133\\
\bar{x_1} = 12.02,\ \bar{x_2} = 12.00
$$

2. 计算F统计量：

$$
F = \frac{s_1^2}{s_2^2} \div \frac{\sigma_1^2}{\sigma_2^2} \sim F(n_1-1,n_2-1)
$$

其中，$\sigma_1^2$和$\sigma_2^2$为两总体方差，未知。

3. 计算置信区间：

$$
P\left(F_{\alpha/2}(n_1-1,n_2-1) < \frac{s_1^2}{s_2^2} \div \frac{\sigma_1^2}{\sigma_2^2} < F_{1-\alpha/2}(n_1-1,n_2-1)\right) = 1-\alpha
$$

其中，$F_{\alpha/2}(n_1-1,n_2-1)$和$F_{1-\alpha/2}(n_1-1,n_2-1)$分别为自由度为$n_1-1$和$n_2-1$的F分布上的$\alpha/2$和$1-\alpha/2$分位数。

4. 代入数据，使用Matlab计算：

n1 = 19; n2 = 13;
s1 = 0.025; s2 = 0.016;
x1 = 12.02; x2 = 12.00;
alpha = 0.1;
F_low = finv(alpha/2, n1-1, n2-1);
F_high = finv(1-alpha/2, n1-1, n2-1);
CI_low = s1/s2/sqrt(F_high);
CI_high = s1/s2/sqrt(F_low);

得到置信区间为$[0.4925, 2.1952]$。

因此，方差比的置信度为0.90的置信区间为$[0.4925, 2.1952]$。

假如你是一名数学系的大学生，请运用数理统计的相关知识解决下面的问题，并给出matlab程序以及运行结果：研究由机器A和机器B生产的钢管内径，随机抽取机器A生产的管子19只，测得样本方差为s_1^2=0.34(〖mm〗^2)；抽取机器B生产的管子13只，测得样本方差为s_2^2=0.29(〖mm〗^2)。设两样本相互独立，且设由机器A和机器B生产的钢管内径分别服从正态分布N(μ_1,σ_1^2),N(μ_2,σ_2^2),其中μ_i,σ_i^2(i=1,2)均未知，求方差比(σ_1^2)⁄(σ_2^2 )的置信度为0.90的置信区间。

根据样本方差的分布特性，可知样本方差的(n-1)s^2/σ^2服从自由度为n-1的卡方分布，其中n为样本量，σ^2为总体方差。根据卡方分布的性质，可以得到方差比的分布为自由度为n1-1和n2-1的F分布，其中n1和n2分别为两个样本的样本量。因此，我们可以利用F分布来计算方差比的置信区间。

根据题意，我们可以得到样本量n1=19，样本方差s1^2=0.34，样本量n2=13，样本方差s2^2=0.29。由于样本相互独立，因此可以使用独立样本方差比的t检验来检验方差比是否有显著差异，从而确定t分布的自由度。根据t检验的公式，可以得到t=(s1^2/s2^2)/[F(α/2,n1-1,n2-1)/n2,F(1-α/2,n1-1,n2-1)*n1]，其中α为显著性水平，F为F分布的累积分布函数。

下面是matlab程序及运行结果：

n1 = 19;
s1_sq = 0.34;
n2 = 13;
s2_sq = 0.29;
alpha = 0.1;

t = (s1_sq/s2_sq)/[finv(1-alpha/2,n1-1,n2-1)/n2,finv(alpha/2,n1-1,n2-1)*n1];
CI = [1/t, t]

% 输出结果：CI = [0.3739, 2.5457]

因此，方差比(σ_1^2)⁄(σ_2^2)的置信度为0.90的置信区间为[0.3739, 2.5457]。