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大樣本抽樣分佈
對於大樣本的抽樣分佈,由中心極限定理,無論總體分佈是否爲正態分佈,其均值x_bar的抽樣分佈爲近似正態分佈,同時對於較大的n(n>=30),s將會是σ的優良估計。
x_bar的抽樣分佈的置信區間可以使用z統計量來構建,z統計量爲:
其中Zα/2是z的右邊使得右尾面積等於α/2的z值(如Figure 6.5),σx_bar是x_bar抽樣分佈的標準差,σ是總體的標準差,s是樣本的標準差
正態分佈小樣本抽樣分佈—t分佈
對於小樣本來說,如果總體分佈爲(近似)正態分佈,則樣本均值也符合(近似)正態分佈,但是小樣本的的方差不是總體方差σ的優良估計,這時需要用到t分佈來刻畫總體的方差。
如果我們從正態分佈中抽取樣本,則t統計量就與z統計量極其相似的抽樣分佈:鍾型、對稱、均值爲0。兩個分佈的主要區別是t統計量比z統計量具有更大的變動性,因爲t統計量包含隨機變量x_bar和s,而z統計量僅包含x_bar。
t統計量的抽樣分佈的總變異性取決於樣本量n,假設樣本數爲n,則稱df=n-1爲t分佈的自由度。一般來說t分佈比正態分佈更寬、更扁平,當n趨緊於總體時,t分佈就時總體正態分佈,s-->σ
運用t分佈構建小樣本抽樣均值的置信區間
運用t分佈構建小樣本抽樣均值的置信區間時,一般來說,σ未知,X_bar置信區間爲:
其中tα/2是基於n-1個自由度t分佈中右尾面積a/2對應的t值
運用t分佈進行小樣本抽樣均值檢驗
小樣本均值檢驗與小樣本均值置信區間估計類似