高校数学 公式・解法ノート
必須

標本平均の分布

着眼点標本平均 \overline{X} は、平均は母平均のまま、標準偏差は \sqrt{n} 分の1になる。

母平均 m、母標準偏差 \sigma の母集団から大きさ n の無作為標本をとると

E(\overline{X})=m,\quad \sigma(\overline{X})=\frac{\sigma}{\sqrt n}

n が大きいとき \overline{X} は近似的に N\left(m,\,\dfrac{\sigma^2}{n}\right) に従う。

例題
1
母平均60、母標準偏差12の母集団から大きさ36の標本をとる。標本平均 \overline{X} の期待値と標準偏差を求めよ。
解答
E(\overline{X})=60,\quad \sigma(\overline{X})=\frac{12}{\sqrt{36}}=2
2
上の標本で P(\overline{X}\ge63) を求めよ。
解答
\overline{X} は近似的に N(60,\,2^2)。63\to Z=\frac{63-60}{2}=1.5。P(Z\ge1.5)=0.5-0.4332=0.0668
注意割るのは n ではなく \sqrt n。分散で考えるなら \dfrac{\sigma^2}{n}。

「統計的な推測」の項目

  1. 確率分布と期待値 E(X)必須
  2. 分散 V(X) と標準偏差 σ(X)必須
  3. aX+b の期待値・分散必須
  4. 和の期待値・独立な確率変数の分散差がつく
  5. 二項分布 B(n, p)必須
  6. 正規分布と標準化(正規分布表の引き方)必須
  7. 二項分布の正規分布による近似必須
  8. 標本平均の分布必須
  9. 母平均の推定(信頼度95%)差がつく
  10. 仮説検定(二項分布の正規近似・両側検定)差がつく
  11. 母比率の推定・検定不要
  12. 連続型確率変数と確率密度関数不要
  13. 大数の法則不要

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