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学生教师

例 8.1.3

medium一级题目发布者: ai-batch

题干

我们在例 8.1.2 中已经检验出饲料因子是显著的。现给出因子 AAA 的三个水平均值的点估计和置信区间。

已知各水平的数据之和为 T1=194T_1 = 194T1​=194,T2=585T_2 = 585T2​=585,T3=354T_3 = 354T3​=354(原始数据减去 1000 后),每组 m=8m = 8m=8,误差均方 MSe=1 343.61MS_e = 1\,343.61MSe​=1343.61,误差自由度 fe=21f_e = 21fe​=21。

试求:

(1)各水平均值 μ1,μ2,μ3\mu_1, \mu_2, \mu_3μ1​,μ2​,μ3​ 的点估计;

(2)在 α=0.05\alpha = 0.05α=0.05 下,各水平均值的 0.95 置信区间。

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解析

(1)因子 AAA 的三个水平均值的估计分别为

μ^1=1 000+1948=1 024.25,\hat{\mu}_1 = 1\,000 + \frac{194}{8} = 1\,024.25,μ^​1​=1000+8194​=1024.25, μ^2=1 000+5858=1 073.13,\hat{\mu}_2 = 1\,000 + \frac{585}{8} = 1\,073.13,μ^​2​=1000+8585​=1073.13, μ^3=1 000+3548=1 044.25,\hat{\mu}_3 = 1\,000 + \frac{354}{8} = 1\,044.25,μ^​3​=1000+8354​=1044.25,

从点估计来看,水平 A2A_2A2​(以槐米粉为主的饲料)是最优的。误差方差的无偏估计为

σ^2=MSe=1 343.61.\hat{\sigma}^2 = MS_e = 1\,343.61.σ^2=MSe​=1343.61.

(2)利用置信区间公式,σ^=1 343.61=36.66\hat{\sigma} = \sqrt{1\,343.61} = 36.66σ^=1343.61​=36.66,若取 α=0.05\alpha = 0.05α=0.05,则 t1−α/2(fe)=t0.975(21)=2.079 6t_{1-\alpha/2}(f_e) = t_{0.975}(21) = 2.079\,6t1−α/2​(fe​)=t0.975​(21)=2.0796,

t0.975(21)⋅σ^/8=26.95,t_{0.975}(21) \cdot \hat{\sigma}/\sqrt{8} = 26.95,t0.975​(21)⋅σ^/8​=26.95,

于是三个水平均值的 0.95 置信区间分别为

μ1:[1 024.25±26.95]=[997.30,  1 051.20],\mu_1: \quad [1\,024.25 \pm 26.95] = [997.30,\; 1\,051.20],μ1​:[1024.25±26.95]=[997.30,1051.20], μ2:[1 073.13±26.95]=[1 046.18,  1 100.08],\mu_2: \quad [1\,073.13 \pm 26.95] = [1\,046.18,\; 1\,100.08],μ2​:[1073.13±26.95]=[1046.18,1100.08], μ3:[1 044.25±26.95]=[1 017.30,  1 071.20].\mu_3: \quad [1\,044.25 \pm 26.95] = [1\,017.30,\; 1\,071.20].μ3​:[1044.25±26.95]=[1017.30,1071.20].

在因子 AAA 显著时,通常只需对较优的水平均值作参数估计;在因子 AAA 不显著场合,参数估计无需进行。

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