050125080200是取自总体X的样本已知Y=lnX服从正态分布Nμ11求μ的置信水平为95的置信区间;2求X的数学期望的置信水平为95的置信区间
(1) 由中心极限定理,当样本量足够大时,样本均值的抽样分布近似于正态分布,即:
$$\frac{\bar{X}-\mu}{\frac{1}{\sqrt{n}}}\sim N(0,1)$$
其中,$\bar{X}$为样本均值,$\mu$为总体均值,$n$为样本量。
因为$Y=\ln X$服从正态分布$N(\mu,1)$,所以有:
$$\frac{\ln \bar{X}-\mu}{\frac{1}{\sqrt{n}}}\sim N(0,1)$$
利用正态分布的置信区间公式,可得:
$$P(-1.96\leq \frac{\ln \bar{X}-\mu}{\frac{1}{\sqrt{n}}}\leq 1.96)=0.95$$
移项得:
$$P(\ln \bar{X}-1.96\frac{1}{\sqrt{n}}\leq \mu \leq \ln \bar{X}+1.96\frac{1}{\sqrt{n}})=0.95$$
将样本数据代入计算,得到:
$$P(0.3573-1.96\frac{1}{\sqrt{4}}\leq \mu \leq 0.3573+1.96\frac{1}{\sqrt{4}})=0.95$$
即置信水平为95%的置信区间为:
$$\mu \in [0.0051,0.7095]$$
(2) 由于$Y=\ln X$服从正态分布$N(\mu,1)$,所以$X$服从对数正态分布。
对数正态分布的数学期望为:
$$E(X)=e^{\mu+\frac{1}{2}}$$
利用对数正态分布的数学期望的置信区间公式,可得:
$$P(\ln(\bar{X})-\frac{1.96}{\sqrt{n}}-\ln(e^{\bar{Y}+\frac{1}{2}})\leq 0 \leq \ln(\bar{X})+\frac{1.96}{\sqrt{n}}-\ln(e^{\bar{Y}+\frac{1}{2}}))=0.95$$
化简得:
$$P(\bar{X}e^{-\frac{1}{2}-1.96/\sqrt{n}}\leq E(X) \leq \bar{X}e^{-\frac{1}{2}+1.96/\sqrt{n}})=0.95$$
将样本数据代入计算,得到:
$$P(0.85\leq E(X) \leq 1.63)=0.95$$
即置信水平为95%的置信区间为:
$$E(X) \in [0.85,1.63]$
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