推定編

推定手法の基礎の理解を確認しましょう

母平均の信頼区間 レベル1

ある製品の重量を測定したところ、標本平均 x̄ = 50g、標本標準偏差 s = 2g であった。標本サイズは n = 25 である。母平均 μ の95%信頼区間を求めよ。信頼区間の下限を小数第2位まで求めよ。

解説
解答と解説を表示
<p>母平均の信頼区間を求める問題です。</p><p class='step'>1. 問題の整理</p><p>与えられた情報:</p><ul><li>標本平均: $\bar{x} = 50$ g</li><li>標本標準偏差: $s = 2$ g</li><li>標本サイズ: $n = 25
lt;/li><li>求める信頼水準: 95%</li></ul><p class='step'>2. 適切な分布の選択</p><p>母分散が未知の場合、母平均の信頼区間は t分布を用いて構成します。標本サイズが大きい($n \geq 30$)場合は正規分布を用いることもありますが、この問題では $n = 25$ なので t分布を使用します。</p><p class='step'>3. 信頼区間の公式</p><p>母平均 $\mu$ の $(1-\alpha)\times 100\%$ 信頼区間は次の式で与えられます:</p><p class='formula'>$\bar{x} \pm t_{n-1, \alpha/2} \cdot \frac{s}{\sqrt{n}}
lt;/p><p>ここで、$t_{n-1, \alpha/2}$ は自由度 $n-1$ の t分布の上側 $\alpha/2$ 点です。</p><p class='step'>4. 計算</p><p>95%信頼区間の場合、$\alpha = 0.05$ なので、$\alpha/2 = 0.025$ となります。</p><p>自由度は $n-1 = 25-1 = 24$ です。</p><p>$t_{24, 0.025} \approx 2.064$ (t分布表または統計ソフトウェアから得られる値)</p><p>標準誤差は:</p><p class='formula'>$\frac{s}{\sqrt{n}} = \frac{2}{\sqrt{25}} = \frac{2}{5} = 0.4
lt;/p><p>したがって、95%信頼区間は:</p><p class='formula'>$50 \pm 2.064 \times 0.4 = 50 \pm 0.826 = [49.174, 50.826]
lt;/p><p class='note'>信頼区間の解釈:この結果は、同様の方法で標本を繰り返し抽出し95%信頼区間を構成した場合、それらの区間の約95%が真の母平均を含むことを意味します。言い換えれば、この特定の区間 [49.17, 50.83] が真の母平均を含む確率は95%ではなく、この区間は真の母平均を含むか含まないかのどちらかです。</p>
問題 1/10
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