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硕士生《数理统计》例题及答案
解:此问题可以归结为检验
且要求当 时能以 的概率拒绝 。
此问题的拒绝域为:
现要求当 时 ,因为 是 的减函数,故只需 即可,此时有
按照给定的数据计算得 ,故取n=而当 时买方就接受这批产品。
11.某中药厂从某种药材中提取一种有效成分,为了进一步提高获得率,改进了提取方法,现在对同一质量的药材,用旧法和新法各做了10次试验,得到的获得率数据如下表:
《数理统计》例题
1.设总体X的概率密度函数为:
试用矩法和极大似然法估计其中的未知参数 。
解:(1)矩法
由于EX为0,
令 得:
(2)极大似然法
令 得
2. 设总体X的概率密度函数为:
其中 >0,现从总体X中抽取一组样本,其观测值为(2.21,2.23,2.25,2.16,2.14,2.25,2.22,2.12,2.05,2.13)。试分别用矩法和极大似然法估计其未知参数 。
所以,
(2)由(1)可知, , 都是 的无偏估计量。
(3)
因此,两个估计量的有效性一样。
8.用机床生产某种滚珠,现从中随机地抽取8只滚珠,测得其直径(单位:mm)为:15.0,14.5,15.2,15.5,14.8,15.1,15.2,14.8。现对机床进行维护保养后继续进行生产,从中随机地抽取9只滚珠,测得其直径(单位:mm)为:15.1,15.0,14.8,15.2,14.9,15.0,14.9,15.1,14.8。假设保养前后生产的滚珠直径都服从正态分布。试问保养后机床的加工精度是否显著提高了( )。
解:设保养前生产的滚珠直径服从正态分布 ,保养后生产的滚珠直径服从正态分布 。
问题归结为检验假设
经统计得: ,
,
查表得:
因为
所以拒绝 ,即可以认为保养后机床的加工精度是显著提高了。
9.从甲、乙两个分厂的铸铁中分别抽取样本容量为9和8的样本,分别计算后得到含碳量(%)的平均数及校正样本方差为:
甲厂:
乙厂: 。
则
为Z的一组样本观测值,即
-1.8
-1.8
-2.9
-2.9
-3.9
-0.7
-4.7
-1.6
-0.6
-1.1
问题转化为在显著性水平 =0.05下检验假设
经计算得:
查表得: ,
由于
因此拒绝 ,即认为新法的获得率是否比旧法的获得率高。
12.研究纤维的抗拉强度的分布,随机抽测200根纤维的抗压强度,以分组的形式列表如下:
旧法
75.5
77.3
76.2
78.1
76.3
78.4
77.4
78.4
76.7
78.0
新法
77.3
79.1
79.1
81.0
80.2
79.1
82.1
80.0
77.3
79.1
假设提取药材的获得率都服从正态分布,问新法的获得率是否比旧法的获得率高( =0.05)?
解:假设旧法的提取获得率 ,
新法的提取获得率
i
抗拉强度
频数
1
[1900,2000)
10
2
[2000,2100)
26
3
[2100,2200)
56
4
[2200,2300)
64
5
[2300,2400)
30
6
[2400,2500]
14
要求检验原假设H0:F(x)∈{N(μ,σ2)}。其中F(x)为抗拉强度的分布函数( =0.05)。
解:
经计算得:
所以
解:(1)矩法
经统计得:
令 即
故
(2)极大似然法
因为lnL是L的增函数,又
所以
令 得
3.已知总体 的分布密度函数为:
(1)用矩法估计其未知参数 ;
(2)用极大似然法估计其未知参数 。
解:(1)
令
得:
(2)
,故L的单调性与 无关
又
可以取 中的任何值。
4.10个病人服用甲、乙两种安眠药后增加(或减少)的睡眠时间(小时)见下表:
压强区间(kg/cm2)
标准化区间
频数
概率
[1900,2000)
(-∞,-1.7033)
10
0.04457
11.22
[2000,2100)
[-1.7033,-0.8922)
在 的情况下,再用T检验法检验 ,
,
计算得: ,
查表得:
因为 ,所以接受 ,即可以认为两个分厂铸铁的含碳量的平均值一样。
10.设有一大批产品,产品质量指标 。以 小者为佳,厂方要求所确定的验收方案对高质量的产品( )能以高概率 为买方所接受。买方则要求低质产品( )能以高概率 被拒绝。由厂方和买方协商给出。并采取一次抽样以确定该批产品是否为买方所接受。问应如何安排抽样方案。已知 , ,且由工厂长期经验知 。又经双方商定 , 均取值为0.05。
解: ,
故
所以,
(1) ,即(-0.272,5.272)。
(2)依题意,有2 ≤2,即 ≤1,即n≥1.962×50
所以,n≥192.08或n≥193。
6.设总体 为其样本。
(1)证明:对一切 都是 的无偏估计量;
(2)试求 的一个无偏估计量。
(1)证:因为 ,
所以
所以对一切 都是 的无偏估计量。
(2)解:因为
甲
1.4
1.8
3.0
0.1
2.2
1.5
2.0
0.3
0.5
1.9
乙
1.9
0.8
3.0
-0.5
3.0
2.5
-0.5
2.5
2.0
2.5
假定病人服用两种安眠药后增加(或减少)的睡眠时间分别服从正态分布 和 ,试求 的 置信下限( )。
解:依题意设
经计算得:
先做方差齐性检验:
查表得:
因为
所以接受 ,即认为两个总体的方差相等。
的 置信下限为
即-0.9004
其中 ,
,
5.设样本 来自正态总体 ,样本均值为 ,样本 来自正态总体 ,样本均值为 ,且两样本相互独立。 、 为未知参数。
(1)已知 , ,样本容量n=25,求 的置信水平为0.95的置信区间;
(2)如果要求 的置信水平为0.95的置信区间长度不超过2,问样本容量n至少应取多少?
所以
故 是 的一个无偏估计量。
7.设总体 服从 上的均匀分布, 未知,( )是来自此总体的一个样本,已知 , 。
(1)试计算 、 的数学期望;
(2)试分别利用 、 构造 的无偏估计量;
(3)试比较(2)中的两个无偏估计量的有效性。
解:(1)X的概率密度函数为:
因此 的概率密度函数为:
的概率密度函数为:
设甲、乙两个分厂铸铁的含碳量都服从正态分布且相互独立,问这两个分厂铸铁的含碳量的平均值可否看作一样( =0.05)?
解:假设甲、乙两厂的铸铁的含碳量分别服从
问题归结为检验假设 ;
因为方差未知,又不知方差是否相等,所以应先检验假设
;
用F检验法, 的接受域为:
(因为 )
现在 ,
查表得:
因为0.817>0.2208,所以接受 ,即认为方差相等。