ある量は平均 70、標準偏差 15 の正規分布に従います。76 より大きい値の割合 P はいくつですか?
μ = 70σ = 15x = 76
P =
11.確率ふつう
示された分布について、X の標準偏差 σ を求めなさい。
x: 0, 1, 2p(x): 0.3, 0.35, 0.35
σ =
12.確率むずかしい
あるテストには選択問題が 10 問あります。当てずっぽうで答える学生は、各問を独立に確率 0.2 で正解します。ちょうど 3 問正解する確率 P はいくつですか?
n = 10p = 0.2k = 3
P =
13.正規分布ふつう
標準正規曲線の下で、−z から z の間の色つき面積が 0.7499 になるように z をドラッグします。z を小数第 2 位まで求めなさい。
A = 0.7499
z =
14.正規分布むずかしい
穴の直径 D は平均 25.05 mm、標準偏差 0.015 mm の正規分布に従います。軸の直径 d は D と独立で、平均 25 mm、標準偏差 0.015 mm の正規分布に従います。無作為に選んだ軸は D − d > 0 のとき穴にはまります。はまる確率 P を求めなさい。z は小数第 2 位に丸めなさい。
穴: μ = 25.05 mm, σ = 0.015 mm軸: μ = 25 mm, σ = 0.015 mm
面積から z へ戻る:Φ(z) は z の左側の面積です。左側の裾の面積 A なら、表で Φ(z) = A となる z を見つけます。右側の裾の面積 A なら Φ(z) = 1 − A です。−z から z の間の中央の面積 A なら、各裾に (1 − A)/2 が残るので、Φ(z) = (1 + A)/2 です。値 x には x = μ + zσ を使います。
z の左側の面積
Φ(z) = (1 + 0.7499)/2 = 0.8749
z 表を逆に読む
表の中で 0.8749 を見つけ、z を読み取ります。
z = 1.15
答え
z = 1.15
14.正規分布
答え: P = 0.9909
正規変数の和と差:X と Y が独立で正規分布に従うなら、X + Y と X − Y も正規分布に従います。平均は足したり引いたりします:E(X ± Y) = μX ± μY。分散は差の場合でも常に足します:Var(X ± Y) = σX² + σY²、したがって σ = √(σX² + σY²) です。標準偏差を直接足すことはありません。同じ分布に従う独立な n 個の合計は、平均 n·μ、標準偏差 σ·√n です。そのあとはいつもどおり標準化します:z = (x − 平均)/σ とし、Φ(z) を読み取ります。
差の分布
μ = 25.05 − 25 = 0.05 mm, σ = 0.02121 mm
標準化する
z = (0 − 0.05)/0.02121 = −2.36
確率
P = 1 − Φ(−2.36) = 0.9909
答え
P = 0.9909
15.信頼区間
答え: E₂ = 3.758
Confidence interval for a mean: x̄ ± margin of error. With a known population σ the margin is z·σ/√n; with only the sample standard deviation s, use t with n − 1 degrees of freedom: t·s/√n. Critical values: z = 1.645 (90%), 1.96 (95%), 2.576 (99%). To get a margin E or smaller, you need n ≥ (z·σ/E)², rounded up.
誤差の幅の比
E₂/E₁ = (2.576/1.645)·√(50/50) = 1.566
新しい誤差の幅
E₂ = 2.4·1.566 = 3.758
答え
E₂ = 3.758
16.信頼区間
答え: n = 423
Confidence interval for a proportion: p̂ ± z·√(p̂(1 − p̂)/n), where p̂ = x/n. To reach a margin E you need n ≥ z²·p(1 − p)/E², rounded up; without a prior estimate use p = 0.5, which gives the largest n.
n について解く
n = 1.645²·0.5·0.5/0.04² = 422.8
切り上げる
n = 423
答え
n = 423
17.仮説検定と信頼区間
答え: t = 1.215
平均の検定:検定統計量は、標本平均が H₀ で主張された値から標準誤差何個分離れているかを表します:σ が既知なら z = (x̄ − μ₀)/(σ/√n)、標本から推定するなら t = (x̄ − μ₀)/(s/√n)。信頼区間は x̄ ±(臨界値)·(標準誤差)です。