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모평균과 모분산이 각각 μ와 σ2인 모집단으로부터 추출한 크기 n의 임… | [사회조사분석사 2급 필기] 16년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[사회조사분석사 2급 필기] 16년 1회차
모평균과 모분산이 각각 μ와 σ2인 모집단으로부터 추출한 크기 n의 임의표본에 근거한 표본평균과 표본분산을 각각 Xˉ\bar{X}와 S2이라고 할 때 모평균의 구간추정에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, za와 t(n,a)는 각각 표준정규분포와 자유도 n인 t분포의 100(1-α)% 백분위수를 나타냄)
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모집단의 확률분포가 정규분포이며 모분산 σ2에 대한 정보를 알고 있는 경우, 모평균 μ에 대한 100(1-α)% 신뢰구간은 이다.)
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모집단의 확률분포가 정규분포이며 모분산 σ2 값이 미지인 경우, 모평균 μ에 대한 100(1-α)% 신뢰구간은 이다.
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정규모집단이 아니며 표본의 크기 n이 충분히 크고 σ2에 대한 정보를 알고 있는 경우, 모평균 μ에 대한 100(1-α)% 근사신뢰구간은 이다.
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정규모집단이 아니며 표본의 크기 n이 충분히 크고 σ2의 값이 미지인 경우, 모평균 μ에 대한 100(1-α)% 근사신뢰구간은 이다.
해설

옳은 것은 정규모집단에서 모분산을 모를 때 자유도 n−1인 t분포를 써서 Xˉ±t(n−1, α/2)Sn\bar{X}\pm t_{(n-1,\,\alpha/2)}\dfrac{S}{\sqrt{n}}로 구간을 만든다는 설명이다.

모분산이 미지이면 σ\sigma 자리에 표본표준편차 SS를 대입해야 하고, 이때 Xˉ−μS/n\dfrac{\bar{X}-\mu}{S/\sqrt{n}}는 정규분포가 아니라 자유도 n−1인 t분포를 따르기 때문이다.

  • 정규모집단·모분산 기지 조건에서 Xˉ±zασn\bar{X}\pm z_{\alpha}\dfrac{\sigma}{\sqrt{n}}라 한 설명은 양쪽 꼬리에 α/2\alpha/2씩 두어야 하므로 zα/2z_{\alpha/2}가 맞아 틀렸다.
  • 비정규·대표본·모분산 기지 조건에서 Xˉ±zα/2σn\bar{X}\pm z_{\alpha/2}\sqrt{\dfrac{\sigma}{n}}라 한 설명은 표준오차가 σ2/n=σ/n\sqrt{\sigma^2/n}=\sigma/\sqrt{n}이므로 근호 안이 σ\sigma가 아니라 σ2\sigma^2이어야 해서 틀렸다.
  • 비정규·대표본·모분산 미지 조건에서 t(n, α/2)t_{(n,\,\alpha/2)}를 쓴다는 설명은 자유도가 n−1이어야 하고 대표본에서는 정규근사를 쓰므로 틀렸다.

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