在训练中,一名士兵拆卸某类装备所需的时间(以秒为单位)是一个服从正态分布的连续随机变量 TT。TT 的标准差为 3.5,期望值为 35.1。在引入一套新的教学材料后,随机抽取了 nn 名士兵,发现这组士兵拆卸该装备的平均时间为 tˉ\bar{t} 秒。在 5% 的显著性水平下进行一项检验,以确定拆卸该装备的平均时间是否减少。

  1. (i)

    写出该检验的合适假设。

  2. (ii)

    已知 n=20n = 20,求使检验结果为拒绝原假设的 tˉ\bar{t} 的取值集合。

  3. (iii)

    若改为已知 tˉ=33.2\bar{t} = 33.2,且检验结果为不拒绝原假设。求 nn 的最大可能值。

先不看答案,让 AI 诊断你卡在哪里?

它不会直接告诉你答案,而是问你卡在哪一步看看 AI 是怎么陪你一步步弄懂这道题的

完整解法

9(i)

1. State the null and alternative hypotheses, defining the population mean $\mu$.

Let μ\mu be the population mean time taken for a soldier to dismantle the equipment.
H0:μ=35.1H_0: \mu = 35.1
H1:μ<35.1H_1: \mu < 35.1

答案

H0:μ=35.1H_0: \mu = 35.1
H1:μ<35.1H_1: \mu < 35.1
where μ\mu is the population mean time taken for a soldier to dismantle the equipment.

9(ii)

1. State the distribution of the sample mean under the null hypothesis and identify the rejection criterion.

Under H0H_0, the population mean is μ=35.1\mu = 35.1. Since the population is normally distributed with known standard deviation σ=3.5\sigma = 3.5, the sample mean for n=20n=20 follows:
Tˉ∼N(35.1,3.5220)\bar{T} \sim \text{N}\left(35.1, \frac{3.5^2}{20}\right)
For a left-tailed test at the 5%5\% level of significance, we reject H0H_0 if the test statistic falls in the lower 5%5\% tail.

2. Standardise the sample mean and set up the inequality using the critical $z$-value.

The critical zz-value for a lower tail area of 0.050.05 is z=−1.64485z = -1.64485.
Standardising the sample mean tˉ\bar{t}, the condition to reject H0H_0 is:
tˉ−35.13.520≤−1.64485\frac{\bar{t} - 35.1}{\frac{3.5}{\sqrt{20}}} \le -1.64485

3. Solve the inequality to find the critical region for $\bar{t}$.

Solving for tˉ\bar{t}:
tˉ≤35.1−1.64485(3.520)\bar{t} \le 35.1 - 1.64485 \left(\frac{3.5}{\sqrt{20}}\right)
tˉ≤35.1−1.2872\bar{t} \le 35.1 - 1.2872
tˉ≤33.813\bar{t} \le 33.813
Rounding to 3 significant figures, we get tˉ≤33.8\bar{t} \le 33.8.

答案

tˉ≤33.8\bar{t} \le 33.8

9(iii)

1. Set up the inequality for the test statistic given that $H_0$ is not rejected.

The test statistic for the sample mean is z=tˉ−μσnz = \frac{\bar{t} - \mu}{\frac{\sigma}{\sqrt{n}}}.

For a 1-tailed test (testing for a reduction) at the 5% significance level, the critical value is z≈−1.64485z \approx -1.64485.

Since H0H_0 is not rejected, the test statistic must fall outside the critical region, meaning z≥−1.64485z \ge -1.64485:
33.2−35.13.5n≥−1.64485\frac{33.2 - 35.1}{\frac{3.5}{\sqrt{n}}} \ge -1.64485

2. Solve the inequality to find the range of possible values for $n$.

−1.93.5n≥−1.64485\frac{-1.9}{3.5} \sqrt{n} \ge -1.64485
n≤−1.64485×3.5−1.9\sqrt{n} \le \frac{-1.64485 \times 3.5}{-1.9}
n≤3.02998\sqrt{n} \le 3.02998
n≤9.1808n \le 9.1808

3. Identify the largest integer value for $n$.

Since the sample size nn must be an integer, the largest possible value is:
n=9n = 9

答案

9

AI 分析,可能出错

用 AI 批改,圈出写错的那一步,并自动将你的薄弱点存入错题本,形成你的错因库。

同一知识点的其他题

  1. 1一位营养学家声称,每根能量棒的平均卡路里含量为 350 cal。该营养学家收集并测量了 15 根能量棒的随机样本的卡路里含量。样本均值和方差分别为 347.2 cal 和 20.74 cal2\text{cal}^2。 该营养学家希望对其声称进…
  2. 2永初农场(Eng Choo Farm)的业主声称,其农场生产的鸡蛋平均每只含有 μ0\mu_0 毫克的胆固醇。 健康促进局从该农场随机抽取了 16 只鸡蛋,并测量了每只鸡蛋的胆固醇含量 xx 毫克。结果汇总如下: ∑x=2848\sum x = 2848…
  3. 3一项研究1^1表明,新加坡国立大学和南洋理工大学的学生平均每天睡眠 6.2 小时。安迪(Andy)调查了来自 SS 大学的 50 名学生,以估计每个人的每日睡眠时间。样本均值为 tˉ\bar{t} 小时,样本标准差为 2.2 小时。现在…
  4. 4一家面包店声称每个蛋糕的平均质量为 600 克。对 10 个蛋糕进行了随机抽样检验,并确定了每个蛋糕的质量 xx 克。结果发现: ∑(x−500)=800and∑(x−500)2=65764.\sum(x-500)=800\quad\text{and}\quad\sum(x-500)^2=65764.…
  5. 5道格先生的工厂生产在当地超市销售的袋装面粉,包装分为两种规格——普通装和大装。自动机器进行称重和包装。最近一次严重的停电导致他所有的机器在重新启动时都需要重新校准。 普通装袋装面粉的平均质量应该是 1 kg。道格先生怀疑他的机器现在包装的普…