一家羽毛球拍公司的生产经理希望检查所生产的羽毛球拍的平均质量是否如设计规格中所述为 800g。羽毛球拍的总体标准差为 20g。他对由 nn 个羽毛球拍组成的大样本进行了假设检验。样本平均质量为 807g,且原假设在 2% 的显著性水平下被拒绝。

  1. (i)

    使用代数方法求出支持这一结论的最小 nn 值。

  2. (ii)

    解释生产经理是否有必要了解羽毛球拍质量的总体分布情况。

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完整解法

6(i)

1. State the null and alternative hypotheses.

Let μ\mu be the population mean mass of the badminton rackets in grams.
H0:μ=800H_0: \mu = 800
H1:μ≠800H_1: \mu \neq 800

2. State the test statistic and its distribution.

Since nn is large, by the Central Limit Theorem, the sample mean Xˉ\bar{X} is approximately normally distributed under H0H_0.
Test statistic: Z=Xˉ−μ0σ/n=Xˉ−80020/n∼N(0,1)Z = \frac{\bar{X} - \mu_0}{\sigma/\sqrt{n}} = \frac{\bar{X} - 800}{20/\sqrt{n}} \sim N(0, 1) approximately.

3. Determine the critical value for rejection at the 2% level of significance.

For a 2-tailed test at the 2%2\% level of significance, we find the critical value zz where the upper tail probability is 0.010.01.
P(Z>z)=0.01  ⟹  z≈2.3263P(Z > z) = 0.01 \implies z \approx 2.3263

4. Set up the rejection inequality using the given sample mean.

The null hypothesis is rejected and xˉ=807>800\bar{x} = 807 > 800, so the calculated test statistic must fall in the upper rejection region:
Zcalc≥2.3263Z_{calc} \ge 2.3263
807−80020/n≥2.3263\frac{807 - 800}{20/\sqrt{n}} \ge 2.3263

5. Solve the inequality algebraically for $n$.

7n20≥2.3263\frac{7\sqrt{n}}{20} \ge 2.3263
n≥20×2.32637\sqrt{n} \ge \frac{20 \times 2.3263}{7}
n≥6.6466\sqrt{n} \ge 6.6466
n≥44.177n \ge 44.177

6. State the least integer value of $n$.

Since nn must be an integer, the least value of nn is 4545.

答案

4545

6(ii)

1. State the conclusion and justify it using the Central Limit Theorem.

No. Since the sample size nn is large, by the Central Limit Theorem, the sample mean Xˉ\bar{X} is approximately normally distributed regardless of the population distribution of the masses.

答案

No. Since the sample size is large, by the Central Limit Theorem, the sample mean is approximately normally distributed regardless of the population distribution.

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