統計的推定

標本と母集団の概念、標本平均・標本分散の性質、信頼区間の基礎を学習します。

標本平均の性質 レベル1

母平均50、母標準偏差10の正規分布に従う母集団から、サイズ25の標本を抽出する。標本平均の分布について正しいものはどれか。

解説
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<p>標本平均の分布に関する重要な性質を理解する問題です。</p><h4>標本平均の分布</h4><p>母集団が正規分布N(μ, σ²)に従うとき、サイズnの標本平均\bar{X}の分布は:</p><p class='formula'>$\bar{X} \sim N\left(\mu, \frac{\sigma^2}{n}\right)
lt;/p><p>すなわち、平均μ、分散σ²/nの正規分布に従います。</p><p class='step'>計算手順</p><p><strong>与えられた条件:</strong></p><ul><li>母平均:μ = 50</li><li>母標準偏差:σ = 10</li><li>標本サイズ:n = 25</li></ul><p><strong>標本平均の分布:</strong></p><p><strong>平均:</strong> $E[\bar{X}] = \mu = 50
lt;/p><p><strong>分散:</strong> $\text{Var}(\bar{X}) = \frac{\sigma^2}{n} = \frac{10^2}{25} = \frac{100}{25} = 4
lt;/p><p><strong>標準偏差:</strong> $\text{SD}(\bar{X}) = \sqrt{4} = 2
lt;/p><div class='key-point'><div class='key-point-title'>標本平均の重要な性質</div><ul><li><strong>不偏性:</strong> $E[\bar{X}] = \mu$(標本平均の期待値は母平均に等しい)</li><li><strong>効率性:</strong> 標本サイズが大きいほど分散が小さくなる</li><li><strong>一致性:</strong> n→∞のとき、標本平均は母平均に収束</li><li><strong>正規性:</strong> 母集団が正規分布なら標本平均も正規分布</li></ul></div><p class='note'>標本平均の標準偏差を標準誤差(standard error)と呼びます。標準誤差はσ/√nで表され、標本サイズの平方根に反比例します。</p><p>したがって、標本平均は<strong>平均50、標準偏差2の正規分布</strong>に従います。</p>
問題 1/10