设总体X服从正态分布N(μ,σ2),从总体中抽取容量为36的简单随机样本,计算得样本均值
=3.5,样本方差S2=4.(Ⅰ)若已知σ2=1,则μ置信度为0.95的置信区间为______;(Ⅱ)若σ2未知,则μ置信度为0.95的置信区间为______,单侧置信下限为______;(Ⅲ)若已知μ=1,则σ2置信度为0.95置信区间为______;(Ⅳ)若μ未知,则σ2置信度为0.95的置信区间为______;σ与lnσ2置信度为0.95的置信区间分别为______.
参考答案:17,3.83),(2.83,4.18),2.94,(6.70,17.10),(2.63,6.81),(0.97,1.92)
解析:
[分析]: 直接应用置信区间定义求解(也可以套用已知结果).
(Ⅰ)已知X~N(μ,σ2),μ的点估计为[*].当σ2已知时,令[*],即[*],查表求得[*],从而得μ置信度为1-α的置信区间[*].
当n=36,1-α=0.95时,α=0.05,[*],所求置信区间为[*]=(3.17,3.83).
(Ⅱ)当σ2未知时,用样本方差S2估计,此时[*],给定α查t分布上分位数表求得[*],从而有
[*]
即
[*]
由此知μ置信度为1-α置信区间为
[*]
当n=36,1-α=0.95,[*],查表得[*]=2.03,所求置信区间为
[*]
同理,选取tα(35)=t0.05(35)=1.69,使
[*]
由此得μ置信度为0.95的单侧置信下限为
[*]
(Ⅲ)由σ2估计量构造枢轴变量G从而求得σ2置信区间.已知μ=1,总体X~N(1,σ2),因此根据等尾置信区间对给定X=0.05,由[*]查表求得上分位数[*],于是有
[*]
即
[*]
其中[*],又[*],所以[*],故[*].将S2=4,[*]代入得[*].于是σ2置信度为0.95置信区间[*].
(Ⅳ)μ未知,考虑样本方差
[*]
令[*]
则[*]
即[*]
将S2=4,[*]代入得σ2置信度为0.95置信区间[*].
因为当x>0时,x2,lnx都是x的单调增函数,所以有
[*]
[*]
故σ与lnσ2置信度为0.95置信区间分别为[*]=(1.62,2.61),与(ln2.63,ln6.81)=(0.97,1.92).