从均值为 μ\mu、方差为 10 的总体中抽取了一个包含 nn 个观测值的样本。求所需的最小样本容量,使得样本均值介于 μ−0.5\mu - 0.5 和 μ+0.5\mu + 0.5 之间的概率大于 0.89。写出为了进行此计算而必须做出的一个假设。

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

11

1. Identify the distribution of the sample mean and formulate the probability inequality.

Let Xˉ\bar{X} be the sample mean.
Assuming the population is normally distributed, Xˉ∼N(μ,10n)\bar{X} \sim \text{N}\left(\mu, \frac{10}{n}\right).

We require:
P(μ−0.5<Xˉ<μ+0.5)>0.89\text{P}(\mu - 0.5 < \bar{X} < \mu + 0.5) > 0.89

2. Standardise the probability statement.

Standardising to the standard normal variable Z∼N(0,1)Z \sim \text{N}(0, 1):
P(μ−0.5−μ10/n<Z<μ+0.5−μ10/n)>0.89\text{P}\left( \frac{\mu - 0.5 - \mu}{\sqrt{10/n}} < Z < \frac{\mu + 0.5 - \mu}{\sqrt{10/n}} \right) > 0.89
P(−0.510/n<Z<0.510/n)>0.89\text{P}\left( -\frac{0.5}{\sqrt{10/n}} < Z < \frac{0.5}{\sqrt{10/n}} \right) > 0.89

3. Relate the symmetric interval to a single tail probability.

By the symmetry of the standard normal distribution:
2 P(Z<0.510/n)−1>0.892\,\text{P}\left( Z < \frac{0.5}{\sqrt{10/n}} \right) - 1 > 0.89
2 P(Z<0.510/n)>1.892\,\text{P}\left( Z < \frac{0.5}{\sqrt{10/n}} \right) > 1.89
P(Z<0.510/n)>0.945\text{P}\left( Z < \frac{0.5}{\sqrt{10/n}} \right) > 0.945

4. Use the inverse normal function to find the critical value and set up an inequality for $n$.

From the GC, the critical zz-value for an area of 0.9450.945 is approximately 1.598191.59819.
0.510/n>1.59819\frac{0.5}{\sqrt{10/n}} > 1.59819
0.5n10>1.59819\frac{0.5\sqrt{n}}{\sqrt{10}} > 1.59819

5. Solve for $n$ and deduce the least integer sample size.

n>1.59819×100.5\sqrt{n} > \frac{1.59819 \times \sqrt{10}}{0.5}
n>10.1079\sqrt{n} > 10.1079
n>102.169n > 102.169
Since the sample size nn must be an integer, the least sample size required is 103103.

6. State the necessary assumption for the calculations to be valid.

Assumption: We assume that the population follows a normal distribution.
(Note: Since nn is initially unknown, we cannot guarantee n≥30n \ge 30 to invoke the Central Limit Theorem upfront, making this assumption necessary to proceed.)

答案

Least sample size: 103103

Assumption: The population follows a normal distribution.

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捕鱼公司 A 有两种类型的渔船:“标准型”渔船和“大型”渔船。在一次典型的捕鱼航行中,各渔船捕获的鱼量均呈正态分布,其均值和标准差如表所示。 捕鱼公司 B 与捕鱼公司 A 在同一海域作业。 然而,公司 B 拥有公司 A 两种渔船的改进版本:…
  2. 2每天有一班列车从 A 镇开往 B 镇,计划于 0800 时到达 B 镇。在运营的第一年中,它于 0700 时离开 A 镇,平均每 4 天晚点到达 B 镇一次。在第二年中,它于 0650 时离开 A 镇,平均每 20 天晚点一次。假设旅途时间…
  3. 3韩剧(Kdramas)在学生中非常流行,在闲暇时间吸引了他们的注意力。金老师(Mr. Kim)是一位高中数学老师,他想调查新加坡初级学院(JC)学生每天观看韩剧的平均时间。 为了获取 100 名初级学院学生的样本,他决定在自己的社交媒体上发…
  4. 4在本题中,你应该清晰地写出所使用的任何分布的相应参数值。 足球的直径服从均值为 22.0 cm、标准差为 0.3 cm 的正态分布,而篮球的直径服从均值为 μ\mu cm、标准差为 0.4 cm 的正态分布。 随机选取的篮球直径比随机选取…
  5. 5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}…