《概率论与数理统计》习题与答案_第八章.pdf
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1、概率论与数理统计习题及答案第八章1设12,nXXXL是从总体X中抽出的样本,假设X服从参数为的指 数 分 布,未 知,给 定00和 显 著 性 水 平(01),试 求 假 设00:H的2检验统计量及否定域.解00:H选统计量200122niiXnX记212niiX%则22(2)n%,对于给定的显著性水平,查2分布表求出临界值2(2)n,使22(2)Pn%因22%,所以2222(2)(2)nn%,从而2222(2)(2)PnPn%可见00:H的否定域为22(2)n.2某种零件的尺寸方差为21.21,对一批这类零件检查6 件得尺寸数据(毫米):32.56,29.66,31.64,30.00,21.
2、87,31.03。设零件尺寸服从正态分布,问这批零件的平均尺寸能否认为是32.50 毫米(0.05).解问题是在2已知的条件下检验假设0:32.50H0H的否定域为/2|uu其中32.5029.4632.502.456.771.1Xun0.0251.96u,因|6.771.96u,所以否定0H,即不能认为平均尺寸是32.5毫米。3设某产品的指标服从正态分布,它的标准差为100,今抽了一个容量为 26 的样本,计算平均值1580,问在显著性水平0.05下,能否认为这批产品的指标的期望值不低于 1600。解问题是在2已知的条件下检验假设0:1600H0H的否定域为/2uu,其中1600158016
3、00265.11.02100100Xu.0.051.64u.因为0.051.021.64uu,所以接受0H,即可以认为这批产品的指标的期望值不低于 1600.4一种元件,要求其使用寿命不低于1000 小时,现在从这批元件中任取25 件,测得其寿命平均值为950 小时,已知该元件寿命服从标准差为100小时的正态分布,问这批元件是否合格?(0.05)解设 元 件 寿 命 为X,则2(,100)XN,问 题 是 检 验 假 设0:1000H.0H的否定域为0.05uu,其中100095010002552.5100Xu0.051.64u因为0.052.51.64uu所以否定0H,即元件不合格.5某批矿
4、砂的5 个样品中镍含量经测定为(%)X:3.25,3.27,3.24,3.26,3.24设测定值服从正态分布,问能否认为这批矿砂的镍含量为3.25(0.01)?解问题是在2未知的条件下检验假设0:3.25H0H的否定域为/2|(4)tt522113.252,(5)0.00017,0.0134iiXSXXS0.005(4)4.6041t3.253.2523.2552.240.3450.013XtS因为0.005|0.3454.6041(4)tt所以接受0H,即可以认为这批矿砂的镍含量为3.25.6糖厂用自动打包机打包,每包标准重量为100 公斤,每天开工后要检验一次打包机工作是否正常,某日开工后
5、测得9 包重量(单位:公斤)如下:99.3,98.7,100.5,101.2,98.3,99.7,99.5,102.1,100.5问该日打包机工作是否正常(0.05;已知包重服从正态分布)?解99.98X,92211()1.478iiSXX,1.21S,问题是检验假设0:100H0H的否定域为/2|(8)tt.其中10099.98100930.051.21XtS0.025(8)2.306t因为0.025|0.052.306(8)tt所以接受0H,即该日打包机工作正常.7按照规定,每100 克罐头番茄汁中,维生素C的含量不得少于21 毫克,现从某厂生产的一批罐头中抽取17 个,测得维生素C的含量
6、(单位:毫克)如下22,21,20,23,21,19,15,13,16,23,17,20,29,18,22,16,25.已知维生素C的含量服从正态分布,试检验这批罐头的维生素含量是否合格。(0.025)解设X为维生素C的含量,则2(,)XN,220,419.625XS,20.485S,17n.问题是检验假设0:21.H(1)0:21H.(2)选择统计量t并计算其值:212021170.2020.485XtnS(3)对于给定的0.025查t分布表求出临界值0.025()(16)2.2tnt.(4)因为0.025(16)2.200.20tt。所以接受0H,即认为维生素含量合格.8 某种合金弦的抗拉
7、强度2(,)XN,由过去的经验知10560(公斤/厘米2),今用新工艺生产了一批弦线,随机取10 根作抗拉试验,测得数据如下:10512,10623,10668,10554,10776,10707,10557,10581,10666,10670.问这批弦线的抗拉强度是否提高了?(0.05)解10631.4X,26558.89S,80.99S,10n.问题是检验假设0:10560H(1)0:10560H.(2)选统计量并计算其值.1056010631.4105601080.99XtnS2.772(3)对于0.05,查t分布表,得临界值0.05(9)(9)1.833tt.(4)因0.05(9)1.
8、8332.772tt,故否定0H即认为抗拉强度提高了。9从一批轴料中取15 件测量其椭圆度,计算得0.025S,问该批轴料椭圆度的总体方差与规定的20.0004有无显著差别?(0.05,椭圆度服从正态分布)。解20.025,0.00065,15SSn,问题是检验假设20:0.0004H.(1)2200:0.0004H.(2)选统计量2并计算其值2220(1)14 0.0006522.750.0004nS(3)对于给定的0.05,查2分布表得临界值222/20.0251/2(14)(14)26.119,(14)20.975(14)5.629.(4)因为2220.9750.0255.62922.7
9、526.119所以接受0H,即总体方差与规定的20.0004无显著差异。10从一批保险丝中抽取10 根试验其熔化时间,结果为42,65,75,78,71,59,57,68,54,55.问是否可以认为这批保险丝熔化时间的方差不大于80?(0.05,熔化时间服从正态分布).解62.4X,2121.82,10,Sn问题是检验假设20:80H.(1)2200:80H;(2)选统计量2并计算其值2220(1)9 121.8213.70580nS(3)对于给定的0.05,查2分布表得临界值220.05(1)(9)16.919n.(4)因220.0513.70516.919,故接受0H,即可以认为方差不大于
10、80。11对两种羊毛织品进行强度试验,所得结果如下第一种138,127,134,125;第二种134,137,135,140,130,134.问是否一种羊毛较另一种好?设两种羊毛织品的强度都服从方差相同的正态分布。(0.05)解设 第 一、二 种 织 品 的 强 度 分 别 为X和Y,则21(,),XN22(,)YN211131,36.667,4XSn222135,35.2,6YSn问题是检验假设012:H(1)012:H(2)选统计量T并计算其值.12221211221213113546463 36.667535.2(1)(1)4622XYn nTnnnSnSnn1.295(3)对 于 给
11、定 的0.05,查t分 布 表 得 临 界 值/212(2)tnn0.025(8)2.3069t.(4)因为0.025|1.2952.3069(8)tt,所以接受假设,即不能说一种羊毛较另一种好。12 在 20 块条件相同的土地上,同时试种新旧两个品种的作物各十块土地,其产量(公斤)分别为旧品种78.1,72.4,76.2,74.3,77.4,78.4,76.0,75.5,76.7,77.3;新品种79.1,81.0,77.3,79.1,80.0,79.1,79.1,77.3,80.2,82.1;设这两个样本相互独立,并都来自正态总体(方差相等),问新品种的产量是否高于旧品种?(0.01)解设
12、X为 新 品 种 产 量,Y为 旧 品 种 产 量;21(,)XN,22(,)YN,问题是检验假设012:H79.43X,212.2246S,110n76.23Y,223.3245S,210n选统计量T并计算其值:121222121122(2)(1)(1)XYn n nnTnnnSnS79.4376.2318004.295620(2.22463.3245)9对给定的0.01,查t分布表得临界值0.01(18)(18)2.5524tt.因为0.014.29562.5524(18)Tt故接受0H,即新品种高于旧品种.13两台机床加工同一种零件,分别取6 个和9 个零件,量其长度得22120.345
13、,0.357SS,假定零件长度服从正态分布,问可否认为两台机床加工的零件长度的方差无显著差异?(0.05)解2110.345,6,Sn2220.357,9Sn问题是检验假设22012:H选统计量F并计算其值21220.3450.96640.357SFS对给定的0.05查F分布表得临界值/20.025(5,8)(5,8)4.65FF,0.9751(5,8)0.14796.76F.因0.9750.025(5,8)0.14790.96644.65(5,8)FFF故接受0H,即无显著差异.13甲、乙两台机床加工同样产品,从它们加工的产品中各抽取若干,测得直径(单位:mm)为甲:20.5,19.8,19
14、.7,20.4,20.1,20.0,19.0,19.9;乙:19.7,20.8,20.5,19.8,19.4,20.6,19.2.问甲、乙两台机床加工的精度有无显著差异?(0.05,产品直径服从正态分布。)解设甲加工的直径为X,乙为Y.211(,)XN,222(,)YN.19.925X,210.2164S,18n20Y,220.3967S,27n问题是检验假设22012:H选统计量F并计算其值120.21640.54550.3967SFS.对于给定的0.05,查F分布表得临界值/20.025(7,6)(7,6)5.70FF,0.9751(7,6)0.19535.12F因0.9750.025(7
15、,6)0.19530.5455(7,6)5.70FFF,故接受0H,即精度无显著差异.14一颗骰子掷了120 次,得下列结果:点数1 2 3 4 5 6 出现次数23 26 21 20 15 15 问骰子是否匀称?(0.05)解用X表示掷一次骰子出现的点数,其可能值为1,2,3,4,5,6。问题是检验假设01:(),1,2,6.6iHpP XiiL这里6k,01,120,6ipn020inp,iAi故22620110()(20)964.82020kiiiiiinnpnnp查2分布表,得临界值220.05(1)(5)11.071k因为220.054.8 1.071故接受0H,即骰子匀称。15从一
16、批滚珠中随机抽取50 个,测得它们的直径(单位:mm)为15.0 15.8 15.2 15.1 15.9 14.7 14.8 15.5 15.6 15.3 15.1 15.3 15.0 15.6 15.7 14.8 14.5 14.2 14.9 14.9 15.2 15.0 15.3 15.6 15.1 14.9 14.2 14.6 15.8 15.2 15.9 15.2 15.0 14.9 14.8 14.5 15.1 15.5 15.5 15.1 15.1 15.0 15.3 14.7 14.5 15.5 15.0 14.7 14.6 14.2 是否可以认为这批钢珠的直径服从正态分布?(0
17、.05)解数据中最小的为14.2,最大者为15.9,设14.05,16.15ab,欲把,a b分成七个(相等的)区间,则区间长度(组距)为16.1514.050.37得分 点12314.35,14.65,14.95,yyy45615.25,15.55,15.85.yyy它们把实数轴分成七个不相交的区间,样本值分成了七组:i1iiyyin1 14.353 2 14.3514.655 3 14.6514.9510 4 14.9515.2516 5 15.2515.558 6 15.5515.856 7 15.852 设钢珠的直径为X,其分布函数为()F x,我们的问题是检验假设:0:()()xHF
18、 x.其中2,未知.在0H成 立 之 下,和2的 极 大 似 然 估 计 为15.1X,2211()0.1849niiXXn,0.43.在上面的表中第1 组和第 7 组的频数过小,把它们并入相邻的组,即分成5组,分点为114.65t,214.95t,315.25t,415.55t.1114.6515.1()()1(1.04)0.14920.43pF t21214.9515.1()()()0.14920.43pF tF t1(0.35)0.14920.21432315.25 15.1()()()0.36320.43pF tF t(0.35)0.36320.273643415.5515.1()()
19、()0.43pF tF t(1.04)0.63680.2184515.5515.11()1()0.14520.43pF t统计量25221()(2)iiiinnpnp的值计算如下表:iinipinpiinnp2()iinnp2()/iiinnpnp1 8 0.1492 7.46 0.54 0.2916 0.03909 2 10 0.2140 10.7 0.7 0.49 0.04579 3 16 0.2736 13.68 2.32 5.3824 0.39345 4 8 0.2180 10.9 2.9 8.41 0.77156 5 8 0.1452 7.26 0.74 0.5476 0.07543
20、 50 1 50 0 15.1216 1.24997 即21.24997,对于0.05查2分布表得临界值220.05(2)(2)5.991.因220.051.249975.991(2),故接受0H,即认为钢珠直径服从正态分布(15.1,0.1849)N.16 设413(,),1,2,3,(,2)222iiiAiA,假设随机变量X在(0,2)上是均匀分布的,今对X进行 100 次独立观察,发现其值落入(1,2,3,4)iAi的频数分别为30,20,36,14,问均匀分布的假设,在显著性水平为0.05 下是否可信。解检验假设:0:0,2HXU检验计算表如下:iinipinpiinnp2()iiin
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- 概率论与数理统计 概率论 数理统计 习题 答案 第八
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