Bài giải Xác suất thống kê - Chương 4: Kiểm định giả thiết - Trần Ngọc Hội
Bài 4.1. Trọng lượng của một sản phẩm theo qui định là 6kg. Sau một
thời gian sản xuất, người ta tiến hành kiểm tra 121 sản phẩm và tính
được trung bình mẫu là 5,975kg và phương sai mẫu hiệu chỉnh 5,7596kg2.
Sản xuất được xem là bình thường nếu các sản phẩm có trọng lượng
trung bình bằng trọng lượng qui định. Với mức ý nghĩa 5%, hãy kết luận
về tình hình sản xuất.
Lời giải
Gọi X là trọng lượng của một sản phẩm. Giả thiết cho ta:
• Cỡ mẫu n = 121.
• Kỳ vọng mẫu của X là X 5,975 (kg) = .
• Phương sai mẫu hiệu chỉnh của X là S2 = 5,7596(kg2).
• Độ lệch mẫu hiệu chỉnh của X là S = 2,3999(kg)
. Hãy kết luận xem phương pháp mới có làm tăng tỉ lệ cây loại A lên hay không với mức ý nghĩa 2% . Đây là bài toán kiểm định giả thiết về tỉ lệ p các sản phẩm loại A với mức ý nghĩa α = 2% = 0,02: H0: p = 35% = 0,35 với giả thiết đối H1: p < 0,35. Ta có tỉ lệ mẫu các cây loại A là Fn = 25/100 = 0,25. Ta kiểm định như sau: Bước 1: Ta có n 0 0 0 (F p ) n (0, 25 0, 35) 100z 2, 0966. p q 0, 35(1 0, 35) − −= = = −− Bước 2: Tra bảng giá trị hàm Laplace để tìm z2α thoả ϕ(z2α) = (1 - 2α)/2 = 0,96/2 = 0,48 ta được z2α = 2,06. Bước 3: Kiểm định. Vì -z= 2,0966 > 2,06 = z2α nên ta bác bỏ giả thiết H0: p = 0,35, nghĩa là chấp nhận H1: p < 0,35. Kết luận: Với mức ý nghĩa 2%, phương pháp mới làm tăng tỉ lệ cây loại A. f) Một tài liệu thống kê cũ cho rằng tỉ lệ cây loại A là 20%. Hãy xét xem việc canh tác có làm tăng tỉ lệ cây loại A hay không với mức ý nghĩa 5%? Đây là bài toán kiểm định giả thiết về tỉ lệ p các sản phẩm loại A với mức ý nghĩa α = 5% = 0,05: 22 H0: p = 20% = 0,20 với giả thiết đối H1: p > 0,20. Ta kiểm định như sau: Bước 1: Ta có n 0 0 0 (F p ) n (0, 25 0, 20) 100z 1, 25. p q 0, 20(1 0, 20) − −= = =− Bước 2: Tra bảng giá trị hàm Laplace để tìm z2α thoả ϕ(z2α) = (1 - 2α)/2 = 0,90/2 = 0,45 ta được z2α = 1,65. Bước 3: Kiểm định. Vì z = 1,25 < 1,65 = z2α nên ta chấp nhận giả thiết H0: p = 0,20. Kết luận: Với mức ý nghĩa 5%, việc canh tác không làm tăng tỉ lệ các cây loại A. Bài 4.15. Để khảo sát đường kính của một chi tiết máy người ta kiểm tra một số sản phẩm của hai nhà máy. Trong kết quả sau đây, X là đường kính của chi tiết máy do nhà máy 1 sản xuất còn Y là đường kính của chi tiết máy do nhà máy 2 sản xuất. Những sản phẩm có chi tiết máy nhỏ hơn 19cm được xếp vào loại C. X(cm) 11-15 15-19 19-23 23-27 27-31 31-35 35-39 Số sản phẩm 9 19 20 26 16 13 18 Y(cm) 13-16 16-19 19-22 22-25 25-28 28-31 31-34 Số sản phẩm 7 9 25 26 18 15 11 a) Có thể kết luận rằng đường kính trung bình của một chi tiết máy do hai nhà máy sản xuất bằng nhau hay không với mức ý nghĩa 1%? b) Có thể cho rằng đường kính trung bình của một chi tiết máy do nhà máy thứ 1 sản xuất lớn hơn đường kính trung bình của một chi tiết máy do nhà máy thứ 2 sản xuất hay không với mức ý nghĩa 5%? c) Xét xem đường kính trung bình của một chi tiết máy do nhà máy thứ 2 sản xuất có nhỏ hơn đường kính trung bình của một chi tiết máy do nhà máy thứ 1 sản xuất hay không với mức ý nghĩa 2%? d) Với mức ý nghĩa 4%, tỉ lệ sản phẩm loại C do hai nhà máy sản xuất có như nhau không? e) Với mức ý nghĩa 3%, có thể cho rằng tỉ lệ sản phẩm loại C do nhà máy thứ 1 sản xuất lớn hơn tỉ lệ sản phẩm loại C do nhà máy thứ 2 sản xuất hay không? Printed with FinePrint trial version - purchase at www.fineprint.com 23 f) Hãy nhận xét về ý kiến cho rằng tỉ lệ sản phẩm loại C do nhà máy thứ 2 sản xuất nhỏ hơn tỉ lệ sản phẩm loại C do nhà máy thứ 1 sản xuất với mức ý nghĩa 5%? Lời giải 1) Đối với X ta có bảng số liệu: Xi 13 17 21 25 29 33 37 ni 9 19 20 26 16 13 18 Ta có: Xn 121;= i XiX n 3069;=∑ 2i XiX n 84337.=∑ • Kỳ vọng mẫu của X là i Xi X 1X X n 25,3636(cm). n = =∑ • Phương sai mẫu của X là 2 2 2 2 2 X i Xi X 1S X n X (7, 3271) (cm ). n = − =∑ • Phương sai mẫu hiệu chỉnh của X là 22 2 2X XX X nS S (7,3575) (cm ). n 1 = =− • Tỉ lệ sản phẩm loại C là X Xn X m 9 19F 0,2314. n 121 += = = 2) Đối với Y ta có bảng số liệu: Yi 14,5 17,5 20,5 23,5 26,5 29,5 32,5 ni 7 9 25 26 18 15 11 Ta có: Yn 111;= i YiY n 2659,5;=∑ 2i YiY n 66405,75.=∑ • Kỳ vọng mẫu của Y là i Yi Y 1Y Yn 23, 9595(cm). n = =∑ • Phương sai mẫu của Y là 2 22 2 2 Y i Yi Y 1S Y n Y (4, 9188) (cm ). n = − =∑ • Phương sai mẫu hiệu chỉnh của Y là 22 2 2Y YY Y nS S (4,9411) (cm ). n 1 = =− • Tỉ lệ sản phẩm loại C là 24 Y Yn Y m 7 9F 0,1441. n 111 += = = a) Có thể kết luận rằng đường kính trung bình của một chi tiết máy do hai nhà máy sản xuất bằng nhau hay không với mức ý nghĩa 1%? Đây là bài toán kiểm định so sánh hai kỳ vọng với mức ý nghĩa α = 1% = 0,01: H0: μX = μY với giả thiết đối H1: μX ≠ μY. Vì nX > 30; nY > 30 nên ta kiểm định như sau: Bước 1: Ta có: 2 2 2 2 X Y X Y X Y 25,3636 23,9595z 1,7188. S S (7,3575) (4,9411) 121 111n n − −= = = ++ Bước 2: Tra bảng giá trị hàm Laplace để tìm zα thoả ϕ(zα) = (1 - α)/2 = 0,99/2 = 0,495 ta được zα = 2,58. Bước 3: Kiểm định. Vì |z| = 1,7188 < 2,58 = zα nên ta chấp nhậnû giả thiết H0: μX = μY. Kết luận: Với mức ý nghĩa 1%, có thể xem đường kính trung bình của một chi tiết máy do hai nhà máy sản xuất là bằng nhau. b) Có thể cho rằng đường kính trung bình của một chi tiết máy do nhà máy thứ 1 sản xuất lớn hơn đường kính trung bình của một chi tiết máy do nhà máy thứ 2 sản xuất hay không với mức ý nghĩa 5%? Đây là bài toán kiểm định so sánh hai kỳ vọng với mức ý nghĩa α = 5% = 0,05: H0: μX = μY với giả thiết đối H1: μX > μY. Vì nX > 30; nY > 30 nên ta kiểm định như sau: Bước 1: Tương tự câu a), ta có: 2 2 X Y X Y X Yz 1,7188. S S n n −= = + Bước 2: Tra bảng giá trị hàm Laplace để tìm z2α thoả ϕ(z2α) = (1 - 2α)/2 = 0,90/2 = 0,45 ta được z2α = 1,65. Bước 3: Kiểm định. Vì z = 1,7188 > 1,65 = z2α nên ta bác bỏû giả thiết H0: μX = μY, nghĩa là chấp nhận H1: μX > μY. Kết luận: Với mức ý nghĩa 5%, có thể xem đường kính trung bình của một chi tiết máy do nhà máy thứ 1 sản xuất lớn hơn đường kính trung bình của một chi tiết máy do nhà máy thứ 2 sản xuất. Printed with FinePrint trial version - purchase at www.fineprint.com 25 c) Xét xem đường kính trung bình của một chi tiết máy do nhà máy thứ 2 sản xuất có nhỏ hơn đường kính trung bình của một chi tiết máy do nhà máy thứ 1 sản xuất hay không với mức ý nghĩa 2%? Đây là bài toán kiểm định so sánh hai kỳ vọng với mức ý nghĩa α = 2% = 0,02: H0: μX = μY với giả thiết đối H1: μX > μY. Vì nX > 30; nY > 30 nên ta kiểm định như sau: Bước 1: Tương tự câu a), ta có: 2 2 X Y X Y X Yz 1,7188. S S n n −= = + Bước 2: Tra bảng giá trị hàm Laplace để tìm z2α thoả ϕ(z2α) = (1 - 2α)/2 = 0,96/2 = 0,48 ta được z2α = 2,06. Bước 3: Kiểm định. Vì z = 1,7188 < 2,06 = z2α nên ta chấp nhận giả thiết H0: μX = μY. Kết luận: Với mức ý nghĩa 2%, chưa thể xem đường kính trung bình của một chi tiết máy do nhà máy thứ 2 sản xuất nhỏ hơn đường kính trung bình của một chi tiết máy do nhà máy thứ 1 sản xuất. d) Với mức ý nghĩa 4%, tỉ lệ sản phẩm loại C do hai nhà máy sản xuất có như nhau không? Đây là bài toán kiểm định giả thiết so sánh hai tỉ lệ với mức ý nghĩa α = 4% = 0,04: H0: p1 = p2 với giả thiết đối H1: p1 ≠ p2 Ta kiểm định như sau: Bước 1: Ta có: 1 n1 2 n2 0 1 2 n F n F 28 16p 0,1897. n n 121 111 + += = =+ + n1 n2 0 0 1 2 F F 0,2314 0,1441z 1,6942. 1 11 1 0,1897(1 0,1897)p (1 p ) 121 111n n − −= = = ⎛ ⎞ ⎛ ⎞− +− + ⎜ ⎟⎜ ⎟ ⎝ ⎠⎝ ⎠ Bước 2: Tra bảng giá trị hàm Laplace để tìm zα thoả ϕ(zα) = (1 - α)/2 = 0,96/2 = 0,48 ta được zα = 2,06. Bước 3: Kiểm định. Vì |z| = 1,6942 < 2,06 = zα nên ta chấp nhận giả thiết H0: p1 = p2. Kết luận: Với mức ý nghĩa 4%, có thể xem tỉ lệ sản phẩm loại C do hai nhà máy sản xuất là như nhau. 26 e) Với mức ý nghĩa 3%, có thể cho rằng tỉ lệ sản phẩm loại C do nhà máy thứ 1 sản xuất lớn hơn tỉ lệ sản phẩm loại C do nhà máy thứ 2 sản xuất hay không? Đây là bài toán kiểm định giả thiết so sánh hai tỉ lệ với mức ý nghĩa α = 3% = 0,03: H0: p1 = p2 với giả thiết đối H1: p1 > p2 Ta kiểm định như sau: Bước 1: Tương tự câu d), ta có: n1 n2 0 0 1 2 F Fz 1,6942. 1 1p (1 p ) n n −= = ⎛ ⎞− +⎜ ⎟⎝ ⎠ Bước 2: Tra bảng giá trị hàm Laplace để tìm z2α thoả ϕ(z2α) = (1 - 2α)/2 = 0,94/2 = 0,47 ta được z2α = 1,88. Bước 3: Kiểm định. Vì z = 1,6942 < 1,88 = z2α nên ta chấp nhận giả thiết H0: p1 = p2. Kết luận: Với mức ý nghĩa 3%, chưa thể cho rằng tỉ lệ sản phẩm loại C do nhà máy thứ 1 sản xuất lớn hơn tỉ lệ sản phẩm loại C do nhà máy thứ 2 sản xuất. f) Hãy nhận xét về ý kiến cho rằng tỉ lệ sản phẩm loại C do nhà máy thứ 2 sản xuất nhỏ hơn tỉ lệ sản phẩm loại C do nhà máy thứ 1 sản xuất với mức ý nghĩa 5%? Đây là bài toán kiểm định giả thiết so sánh hai tỉ lệ với mức ý nghĩa α = 5% = 0,05: H0: p1 = p2 với giả thiết đối H1: p1 > p2 Ta kiểm định như sau: Bước 1: Tương tự câu d), ta có: n1 n2 0 0 1 2 F Fz 1,6942. 1 1p (1 p ) n n −= = ⎛ ⎞− +⎜ ⎟⎝ ⎠ Bước 2: Tra bảng giá trị hàm Laplace để tìm z2α thoả ϕ(z2α) = (1 - 2α)/2 = 0,90/2 = 0,45 ta được z2α = 1,65. Bước 3: Kiểm định. Vì z = 1,6942 > 1,65 = z2α nên ta bác bỏ giả thiết H0: p1 = p2, nghĩa là chấp nhận H1: p1 > p2 . Kết luận: Với mức ý nghĩa 5%, có thể chấp nhận ý kiến cho rằng tỉ lệ sản phẩm loại C do nhà máy thứ 2 sản xuất nhỏ hơn tỉ lệ sản phẩm loại C do nhà máy thứ 1 sản xuất. ------------------------------------------------------------------ Printed with FinePrint trial version - purchase at www.fineprint.com
File đính kèm:
- bai_giai_xac_suat_thong_ke_chuong_4_kiem_dinh_gia_thiet_tran.pdf