ある量は平均 60、標準偏差 5 の正規分布に従います。55 より大きい値の割合 P はいくつですか?
μ = 60σ = 5x = 55
P =
11.確率ふつう
14 人のグループから 2 人の委員会を選ぶ方法 N は何通りですか?順序は問いません。
n = 14k = 2
N =
12.確率むずかしい
あるテストには選択問題が 11 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 0.5 で正解します。ちょうど 4 問正解する確率 P はいくつですか?
n = 11p = 0.5k = 4
P =
13.正規分布ふつう
標準正規曲線の下で、z の右側の色つき面積が 0.6628 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 = 0.6628
z =
14.正規分布むずかしい
穴の直径 D は平均 25.04 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 0.02 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 = 25.04 mm, σ = 0.015 mm軸: μ = 25 mm, σ = 0.02 mm
P =
15.信頼区間ふつう
30 個からなる標本の平均は 84.5、標準偏差は s = 6.5 です。母集団はほぼ正規分布に従います。 平均の 90% 信頼区間の誤差の幅 E を求めなさい。
n = 30x̄ = 84.5s = 6.590%t(29) = 1.699
E =
16.信頼区間むずかしい
母標準偏差は 38 です。平均の 95% 信頼区間の誤差の幅を 1.5 以下にするには、どれだけの標本サイズ n が必要ですか?
σ = 38E = 1.595%
n =
17.仮説検定と信頼区間ふつう
16 人の従業員が研修の前後にタイピングテストを受けます。各人について差 d = 後 − 前(1 分あたりの単語数)を記録します。差の平均は 0.9、差の標準偏差は 1.5 です。H₀: μd = 0 の対応のある検定統計量 t を求めなさい。
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 − 0.6628 = 0.3372
z 表を逆に読む
表の中で 0.3372 を見つけ、z を読み取ります。
z = −0.42
答え
z = −0.42
14.正規分布
答え: P = 0.9452
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 = 25.04 − 25 = 0.04 mm, σ = 0.025 mm
標準化する
z = (0 − 0.04)/0.025 = −1.6
確率
P = 1 − Φ(−1.6) = 0.9452
答え
P = 0.9452
15.信頼区間
答え: E = 2.016
平均の信頼区間:x̄ ± 誤差の幅。母集団の σ が既知なら誤差の幅は z·σ/√n、標本標準偏差 s しかなければ自由度 n − 1 の t を使って t·s/√n です。臨界値:z = 1.645(90%)、1.96(95%)、2.576(99%)。誤差の幅を E 以下にするには n ≥ (z·σ/E)² が必要で、端数は切り上げます。
臨界値
df = n − 1 = 29, t = 1.699
誤差の幅
E = 1.699·6.5/√30 = 2.016
答え
E = 2.016
16.信頼区間
答え: n = 2466
平均の信頼区間:x̄ ± 誤差の幅。母集団の σ が既知なら誤差の幅は z·σ/√n、標本標準偏差 s しかなければ自由度 n − 1 の t を使って t·s/√n です。臨界値:z = 1.645(90%)、1.96(95%)、2.576(99%)。誤差の幅を E 以下にするには n ≥ (z·σ/E)² が必要で、端数は切り上げます。
n について解く
n = (1.96·38/1.5)² = 2465
切り上げる
標本サイズは整数であり、切り捨てると誤差の幅が大きくなりすぎます。
n = 2466
答え
n = 2466
17.仮説検定と信頼区間
答え: t = 2.4
Testing a mean: the test statistic measures how many standard errors the sample mean lies from the value claimed in H₀: z = (x̄ − μ₀)/(σ/√n) when σ is known, t = (x̄ − μ₀)/(s/√n) when it is estimated from the sample. A confidence interval is x̄ ± (critical value)·(standard error).