평균이 5로 알려져 있고 분산은 알려져 있지 않은 정규모집단으로부터의 크기 15인 확률표본을 X 1 , X 2 , ⋯ , X 15 X_{1} , \, X_{2} , \, \cdots , \, X_{15} X 1 , X 2 , ⋯ , X 15 라 할 때, 모분산 σ 2 \sigma^{2} σ 2 에 대한 90% 신뢰구간은? 단, χ α 2 ( k ) \chi_{\alpha}^{2} ( k ) χ α 2 ( k ) 는 자유도 k k k 인 카이제곱분포의 제100 ( 1 − α ) 100 ( 1 - \alpha ) 100 ( 1 − α ) 백분위수이며, b a r X barX ba r X 는 표본평균이다. 1 ( ∑ i = 1 15 ( X i − 5 ) 2 χ 0.05 2 ( 15 ) , ∑ i = 1 15 ( X i − 5 ) 2 χ 0.95 2 ( 15 ) ) \left( \frac{\sum_{i = 1}^{15} ( X_{i} - 5 )^{2}}{\chi_{0.05}^{2} ( 15 )} , \; \; \frac{\sum_{i = 1}^{15} ( X_{i} - 5 )^{2}}{\chi_{0.95}^{2} ( 15 )} \right) ( χ 0.05 2 ( 15 ) ∑ i = 1 15 ( X i − 5 ) 2 , χ 0.95 2 ( 15 ) ∑ i = 1 15 ( X i − 5 ) 2 ) 2 ( ∑ i = 1 15 ( X i − 5 ) 2 χ 0.05 2 ( 14 ) , ∑ i = 1 15 ( X i − 5 ) 2 χ 0.95 2 ( 14 ) ) \left( \frac{\sum_{i = 1}^{15} ( X_{i} - 5 )^{2}}{\chi_{0.05}^{2} ( 14 )} , \; \; \frac{\sum_{i = 1}^{15} ( X_{i} - 5 )^{2}}{\chi_{0.95}^{2} ( 14 )} \right) ( χ 0.05 2 ( 14 ) ∑ i = 1 15 ( X i − 5 ) 2 , χ 0.95 2 ( 14 ) ∑ i = 1 15 ( X i − 5 ) 2 ) 3 ( ∑ i = 1 15 ( X i − X ˉ ) 2 χ 0.05 2 ( 15 ) , ∑ i = 1 15 ( X i − X ˉ ) 2 χ 0.95 2 ( 15 ) ) \left( \frac{\sum_{i = 1}^{15} ( X_{i} - {\bar{X}} )^{2}}{\chi_{0.05}^{2} ( 15 )} , \; \; \frac{\sum_{i = 1}^{15} ( X_{i} - {\bar{X}} )^{2}}{\chi_{0.95}^{2} ( 15 )} \right) ( χ 0.05 2 ( 15 ) ∑ i = 1 15 ( X i − X ˉ ) 2 , χ 0.95 2 ( 15 ) ∑ i = 1 15 ( X i − X ˉ ) 2 ) 4 ( ∑ i = 1 15 ( X i − X ˉ ) 2 χ 0.05 2 ( 14 ) , ∑ i = 1 15 ( X i − X ˉ ) 2 χ 0.95 2 ( 14 ) ) \left( \frac{\sum_{i = 1}^{15} ( X_{i} - {\bar{X}} )^{2}}{\chi_{0.05}^{2} ( 14 )} , \; \; \frac{\sum_{i = 1}^{15} ( X_{i} - {\bar{X}} )^{2}}{\chi_{0.95}^{2} ( 14 )} \right) ( χ 0.05 2 ( 14 ) ∑ i = 1 15 ( X i − X ˉ ) 2 , χ 0.95 2 ( 14 ) ∑ i = 1 15 ( X i − X ˉ ) 2 ) 해설
모평균이 5로 알려져 있으므로 ∑ ( X i − 5 ) 2 \sum (X_{i} - 5)^{2} ∑ ( X i − 5 ) 2 과 자유도 15 를 쓴 구간이 답이다.
모평균을 알 때의 추축량은 다음과 같다.∑ i = 1 15 ( X i − 5 ) 2 σ 2 ∼ χ 2 ( 15 ) \dfrac{\sum_{i = 1}^{15} (X_{i} - 5)^{2}}{\sigma^{2}} \sim \chi^{2}(15) σ 2 ∑ i = 1 15 ( X i − 5 ) 2 ∼ χ 2 ( 15 )
평균을 추정하지 않으므로 자유도가 줄지 않는다 . 이 추축량이 χ 0.95 2 ( 15 ) \chi_{0.95}^{2}(15) χ 0.95 2 ( 15 ) 와 χ 0.05 2 ( 15 ) \chi_{0.05}^{2}(15) χ 0.05 2 ( 15 ) 사이에 있을 확률이 0.90이므로, σ 2 \sigma^{2} σ 2 에 대해 풀면 해당 구간이 된다.
∑ ( X i − 5 ) 2 \sum (X_{i} - 5)^{2} ∑ ( X i − 5 ) 2 에 자유도 14를 쓴 구간은 평균을 알면서 자유도를 줄였다.∑ ( X i − X ˉ ) 2 \sum (X_{i} - \bar{X})^{2} ∑ ( X i − X ˉ ) 2 에 자유도 15를 쓴 구간은 표본평균을 썼는데 자유도를 줄이지 않았다.∑ ( X i − X ˉ ) 2 \sum (X_{i} - \bar{X})^{2} ∑ ( X i − X ˉ ) 2 에 자유도 14를 쓴 구간은 모평균을 모를 때의 구간으로, 알려진 값 5를 쓰지 않았다.오류나 개정된 내용이 보이면 알려주세요
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