標準正規曲線の下で、z の右側の色つき面積が 0.0446 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 = 0.0446
z =
14.正規分布むずかしい
穴の直径 D は平均 25.02 mm、標準偏差 0.01 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 0.01 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 = 25.02 mm, σ = 0.01 mm軸: μ = 25 mm, σ = 0.01 mm
P =
15.信頼区間ふつう
9 人の患者の血圧を治療の前後に測定します。差 d = 前 − 後(mmHg)の平均は 9.3、標準偏差は 7 です。 差の平均の 95% 信頼区間の誤差の幅 E 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 − 0.0446 = 0.9554
z 表を逆に読む
表の中で 0.9554 を見つけ、z を読み取ります。
z = 1.70
答え
z = 1.70
14.正規分布
答え: P = 0.9207
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 = 25.02 − 25 = 0.02 mm, σ = 0.01414 mm
標準化する
z = (0 − 0.02)/0.01414 = −1.41
確率
P = 1 − Φ(−1.41) = 0.9207
答え
P = 0.9207
15.信頼区間
答え: E = 5.381 mmHg
Interval for a difference: estimate ± critical value × standard error. For two independent means with known σ: SE = √(σ₁²/n₁ + σ₂²/n₂) and z. With equal unknown variances: pooled s_p and t with n₁ + n₂ − 2 degrees of freedom. For paired data, work with the differences: d̄ ± t·s_d/√n.
臨界値
df = 8, t = 2.306
誤差の幅
E = 2.306·7/√9 = 5.381
答え
E = 5.381 mmHg
16.信頼区間
答え: 上限 = 15.19 kg
Interval for a difference: estimate ± critical value × standard error. For two independent means with known σ: SE = √(σ₁²/n₁ + σ₂²/n₂) and z. With equal unknown variances: pooled s_p and t with n₁ + n₂ − 2 degrees of freedom. For paired data, work with the differences: d̄ ± t·s_d/√n.
プールした標準偏差
sp² = (7·4.5² + 7·6²)/14 = 28.13
sp = 5.303
誤差の幅
E = 2.145·5.303·√(1/8 + 1/8) = 5.688
区間
9.5 ± 5.688 → [3.812, 15.19]
答え
上限 = 15.19 kg
17.仮説検定と信頼区間
答え: t = −1.8
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。