t分布(Student t distribution)——正态分布的小样本抽样分布

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大样本抽样分布

正态分布小样本抽样分布—t分布

运用t分布构建小样本抽样均值的置信区间

运用t分布进行小样本抽样均值检验


大样本抽样分布

对于大样本的抽样分布,由中心极限定理,无论总体分布是否为正态分布,其均值x_bar的抽样分布为近似正态分布,同时对于较大的n(n>=30),s将会是σ的优良估计。

x_bar的抽样分布的置信区间可以使用z统计量来构建,z统计量为:

x_bar的抽样分布的置信区间为:

其中Zα/2是z的右边使得右尾面积等于α/2的z值(如Figure 6.5),σx_bar是x_bar抽样分布的标准差,σ是总体的标准差,s是样本的标准差

正态分布小样本抽样分布—t分布

对于小样本来说,如果总体分布为(近似)正态分布,则样本均值也符合(近似)正态分布,但是小样本的的方差不是总体方差σ的优良估计,这时需要用到t分布来刻画总体的方差。

定义统计量t:

如果我们从正态分布中抽取样本,则t统计量就与z统计量极其相似的抽样分布:钟型、对称、均值为0。两个分布的主要区别是t统计量比z统计量具有更大的变动性,因为t统计量包含随机变量x_bar和s,而z统计量仅包含x_bar。

t统计量的抽样分布的总变异性取决于样本量n,假设样本数为n,则称df=n-1为t分布的自由度。一般来说t分布比正态分布更宽、更扁平,当n趋紧于总体时,t分布就时总体正态分布,s-->σ

t分布表如下:

运用t分布构建小样本抽样均值的置信区间

运用t分布构建小样本抽样均值的置信区间时,一般来说,σ未知,X_bar置信区间为:

其中tα/2是基于n-1个自由度t分布中右尾面积a/2对应的t值

运用t分布进行小样本抽样均值检验

小样本均值检验与小样本均值置信区间估计类似

 

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