描述统计:平均数是总和除以 n;中位数是排序后数据的中间值(n 为偶数时取中间两个数的平均)。样本标准差 s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1))。z 分数 z = (x − μ)/σ 表示某个值离平均数多少个标准差。
标准化
z = −0.8
标准正态分布表
Φ(−0.8) = 0.2119
P = 1 − 0.2119 = 0.7881
答案
P = 0.7881
5.置信区间
答案: 下限 = 57.28
均值的置信区间:x̄ ± 误差范围。总体 σ 已知时,误差范围为 z·σ/√n;只有样本标准差 s 时,用自由度为 n − 1 的 t:t·s/√n。临界值:z = 1.645(90%)、1.96(95%)、2.576(99%)。要使误差范围不超过 E,需要 n ≥ (z·σ/E)²,并向上取整。
临界值
df = n − 1 = 11, t = 2.201
误差范围
E = 2.201·3.5/√12 = 2.224
区间
59.5 ± 2.224 → [57.28, 61.72]
答案
下限 = 57.28
6.置信区间
答案: n = 3012
均值的置信区间:x̄ ± 误差范围。总体 σ 已知时,误差范围为 z·σ/√n;只有样本标准差 s 时,用自由度为 n − 1 的 t:t·s/√n。临界值:z = 1.645(90%)、1.96(95%)、2.576(99%)。要使误差范围不超过 E,需要 n ≥ (z·σ/E)²,并向上取整。
解出 n
n = (1.96·14/0.5)² = 3012
向上取整
样本量是整数,向下取整会使误差范围过大。
n = 3012
答案
n = 3012
7.假设检验与置信区间
答案: t = 2.112
Hypothesis test: the test statistic = (estimate − value under H₀)/(standard error under H₀). The p-value is the probability, assuming H₀ is true, of a statistic at least as extreme as the one observed: the area in one tail for a one-sided H₁, twice the tail area for a two-sided H₁. Reject H₀ when p ≤ α.
合并方差
sp² = (6·3² + 6·5.5²)/12 = 19.63
sp = 4.43
标准误
SE = 4.43·√(1/7 + 1/7) = 2.368
检验统计量
t = (37 − 32)/2.368 = 2.112
答案
t = 2.112
df = 12 时,双侧 5% 的临界值为 2.179;|t| 更小,所以不拒绝 H₀。
8.假设检验与置信区间
答案: L = 37.62
均值检验:检验统计量衡量样本均值离 H₀ 所声称的值有多少个标准误:σ 已知时 z = (x̄ − μ₀)/(σ/√n),由样本估计时 t = (x̄ − μ₀)/(s/√n)。置信区间为 x̄ ±(临界值)·(标准误)。