母平均の区間推定(母分散既知)

【問題】母分散が である正規母集団からサイズ の標本を抽出して標本平均 を得た。 母平均 $\mu$ の 信頼区間を求めよ。 区間の両端の数値は必要に応じて小数第2位まで答えよ(小数第3位を四捨五入せよ)。  

【解答】教科書の定理 8.2 や授業で導いた、母平均 $\mu$ に対する信頼係数 $1-\alpha$ の信頼区間 に問題文の条件 や標準正規分布の上側 、実現値 を代入して を得る。
 
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【補足】信頼区間は導出できることが望ましい。導出は次のように行う。 $\frac{\overline{X} - \mu}{\sigma / \sqrt{n}}$ が標準正規分布 $N(0,1)$ に従うので \[ P \left( -z_{\alpha/2} \leq \frac{\overline{X} - \mu}{\sigma / \sqrt{n}} \leq z_{\alpha/2} \right) = 1 - \alpha \] である。上の式の意味がつかめなかったら $\alpha = 0.05$ のつもりで絵も書いてみよう。 左辺のカッコの中を $\mu$ について解くと \[ \overline{X} - z_{\alpha / 2} \frac{\sigma}{\sqrt{n}} \leq \mu \leq \overline{X} + z_{\alpha / 2} \frac{\sigma}{\sqrt{n}} \] となる。この不等式から母平均 $\mu$ に対する信頼係数 $1-\alpha$ の信頼区間を得る。