乐湖华研题库
学生教师

例 7.2.3

medium一级题目发布者: ai-batch

题干

某厂铸造车间为提高铸件的耐磨性而试制了一种镍合金铸件以取代铜合金铸件,为此,从两种铸件中各抽取一个容量分别为 8 和 9 的样本,测得其硬度(一种耐磨性指标)为

镍合金:76.43 76.21 73.58 69.69 65.29 70.83 82.75 72.34

铜合金:73.66 64.27 69.34 71.37 69.77 68.12 67.27 68.07 62.61

根据专业经验,硬度服从正态分布,且方差保持不变,试在显著性水平 α=0.05\alpha = 0.05α=0.05 下判断镍合金的硬度是否有明显提高。

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解析

用 XXX 表示镍合金的硬度,YYY 表示铜合金的硬度,则由假定,X∼N(μ1,σ2)X \sim N(\mu_1, \sigma^2)X∼N(μ1​,σ2),Y∼N(μ2,σ2)Y \sim N(\mu_2, \sigma^2)Y∼N(μ2​,σ2),要检验的假设是:H0:μ1=μ2H_0: \mu_1 = \mu_2H0​:μ1​=μ2​ vs H1:μ1>μ2H_1: \mu_1 > \mu_2H1​:μ1​>μ2​。由于两者方差未知但相等,故采用两样本 ttt 检验,经计算,

xˉ=73.39,yˉ=68.2756,\bar{x} = 73.39, \quad \bar{y} = 68.2756,xˉ=73.39,yˉ​=68.2756, ∑i=18(xi−xˉ)2=191.7958,∑i=19(yi−yˉ)2=91.1548,\sum_{i=1}^{8}(x_i - \bar{x})^2 = 191.7958, \quad \sum_{i=1}^{9}(y_i - \bar{y})^2 = 91.1548,i=1∑8​(xi​−xˉ)2=191.7958,i=1∑9​(yi​−yˉ​)2=91.1548,

从而

sw=18+9−2(191.7958+91.1548)=4.3432,s_w = \sqrt{\frac{1}{8+9-2}(191.7958 + 91.1548)} = 4.3432,sw​=8+9−21​(191.7958+91.1548)​=4.3432, t0=73.39−68.27564.3432×18+19=2.4234,t_0 = \frac{73.39 - 68.2756}{4.3432 \times \sqrt{\dfrac{1}{8} + \dfrac{1}{9}}} = 2.4234,t0​=4.3432×81​+91​​73.39−68.2756​=2.4234,

查表知 t0.95(15)=1.7531t_{0.95}(15) = 1.7531t0.95​(15)=1.7531,由于 t0>t0.95(15)t_0 > t_{0.95}(15)t0​>t0.95​(15),故拒绝原假设,可判断镍合金硬度有显著提高。

下面用 ppp 值再作一次检验。此处 t0=2.4234t_0 = 2.4234t0​=2.4234,因 ttt 是服从自由度是 15 的 ttt 分布的随机变量,则

p=P(t⩾2.4234),p = P(t \geqslant 2.4234),p=P(t⩾2.4234),

利用统计软件可计算出具体 ppp 值为 0.0142,由于 ppp 值小于事先给定的显著性水平 0.05,故拒绝原假设,结论是相同的。

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