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Esercitazioni su Intervalli di Confidenza in Statistica, Esercizi di Matematica

Esercitazioni relative all'ottenimento di intervalli di confidenza per la media e la varianza di campionari, applicando le teorie statistiche. Le esercitazioni coprono casi con distribuzioni normali e gaussiane, e richiedono il calcolo di intervalli di confidenza a livelli di fiducia variabili. Tratto dal corso di laurea in ingegneria meccanica all'università degli studi di bergamo.

Tipologia: Esercizi

2019/2020

Caricato il 03/05/2020

Frato98
Frato98 🇮🇹

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Universit`a degli Studi di Bergamo - Corso di laurea in Ingegneria Meccanica
Docente: Ilia Negri
Esercitazione Intervalli di confidenza
1. In un campione casuale di 53 campioni di cemento armato la porosit`a media `e risultata (in %)
21.6 e la deviazione standard di 3.2.
(a) Trovare un intervallo di confidenza al 90% per la porosit`a media nei campioni di questo
tipo di cemento.
(b) Trovare un intervallo di confidenza al 95% per la porosit`a media nei campioni di questo
tipo di cemento.
(c) Quale `e il livello di confidenza per l’intervallo (21.0,22.2)?
(d) Quanti campioni devono essere utilizzati affinch´e un intervallo con grado di fiducia pari
al 90% per la media sia tale tale che assicuri un errore campionario non superiore a 0.3
(specifichi la media a meno di ±0.3)?
(e) Quanti campioni devono essere utilizzati affinch´e un intervallo con grado di fiducia pari al
95% specifichi la media a meno di ±0.3?
2. Per valutare la lunghezza in mm di un certo componente industriale si `e ricorsi ad una indagine
campionaria su 20 unit`a di questo componente. Indicata con Xla variabile casuale ”lunghezza
del componente in mm”, i risultati dell’indagine sono riassunti dalle seguenti quantit`a:
n
X
i=1
xi=202,
n
X
i=1
x2
i= 2984.
Ipotizzando la distribuzione Normale per la variabile X:
(a) ricavare l’intervallo di confidenza dell’ignota media µdel carattere Xcon livello di confi-
denza del 95%;
(b) trovare un intervallo di fiducia per la varianza incognita con livello di confidenza del 95%;
(c) dedurre un intervallo di fiducia per lo scarto quadratico medio con livello di confidenza
del 95%.
3. Sulla base dell’osservazione del diametro di 10 viti prodotte da una tornitrice `e risultato che il
diametro medio `e pari a 5.5 mm. Si pu`o ipotizzare che il diametro delle viti prodotte sia una
variabile gaussiana con media incognita e scarto quadratico medio noto =0.1mm.
(a) Determinare un intervallo di confidenza per la media con livello di fiducia pari a 0.99.
(b) Determinare la numerosit`a campionaria che riduca l’ampiezza dell’intevallo a 0.10.
(c) Determinare la numerosit`a campionaria che dimezzi l’ampiezza dell’intervallo.
(d) Si supponga che la varianza non sia nota e la stima campionaria `e stata s=0.1mm. Si
contruisca un intervallo di confidenza a livello di fiducia pari al 99% e lo si confronti con
l’intervallo al punto (a).
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Scarica Esercitazioni su Intervalli di Confidenza in Statistica e più Esercizi in PDF di Matematica solo su Docsity!

Universit`a degli Studi di Bergamo - Corso di laurea in Ingegneria Meccanica

Docente: Ilia Negri

Esercitazione Intervalli di confidenza

  1. In un campione casuale di 53 campioni di cemento armato la porosita mediae risultata (in %)

21.6 e la deviazione standard di 3.2.

(a) Trovare un intervallo di confidenza al 90% per la porosit`a media nei campioni di questo

tipo di cemento.

(b) Trovare un intervallo di confidenza al 95% per la porosit`a media nei campioni di questo

tipo di cemento.

(c) Quale `e il livello di confidenza per l’intervallo (21. 0 , 22 .2)?

(d) Quanti campioni devono essere utilizzati anch´e un intervallo con grado di fiducia pari

al 90% per la media sia tale tale che assicuri un errore campionario non superiore a 0.

(specifichi la media a meno di ± 0 .3)?

(e) Quanti campioni devono essere utilizzati anch´e un intervallo con grado di fiducia pari al

95% specifichi la media a meno di ± 0 .3?

  1. Per valutare la lunghezza in mm di un certo componente industriale si `e ricorsi ad una indagine

campionaria su 20 unit`a di questo componente. Indicata con X la variabile casuale ”lunghezza

del componente in mm”, i risultati dell’indagine sono riassunti dalle seguenti quantit`a:

n X

i=

x i

n X

i=

x

2

i

Ipotizzando la distribuzione Normale per la variabile X:

(a) ricavare l’intervallo di confidenza dell’ignota media μ del carattere X con livello di confi-

denza del 95%;

(b) trovare un intervallo di fiducia per la varianza incognita con livello di confidenza del 95%;

(c) dedurre un intervallo di fiducia per lo scarto quadratico medio con livello di confidenza

del 95%.

  1. Sulla base dell’osservazione del diametro di 10 viti prodotte da una tornitrice `e risultato che il

diametro medio e pari a 5.5 mm. Si puo ipotizzare che il diametro delle viti prodotte sia una

variabile gaussiana con media incognita e scarto quadratico medio noto = 0.1 mm.

(a) Determinare un intervallo di confidenza per la media con livello di fiducia pari a 0.99.

(b) Determinare la numerosit`a campionaria che riduca l’ampiezza dell’intevallo a 0.10.

(c) Determinare la numerosit`a campionaria che dimezzi l’ampiezza dell’intervallo.

(d) Si supponga che la varianza non sia nota e la stima campionaria `e stata s = 0.1 mm. Si

contruisca un intervallo di confidenza a livello di fiducia pari al 99% e lo si confronti con

l’intervallo al punto (a).

  1. L’osservazione del diametro di 9 viti in mm prodotte da una tornitrice sono riportate nella

seguente tabella:

mm 3.12 3.16 2.94 3.20 3.33 3.19 3.22 3.17 3.

Si pu`o ipotizzare che il diametro delle viti prodotte sia una variabile gaussiana.

(a) Determinare un intervallo di confidenza per la media con livello di fiducia pari a 0.99.

(b) Determinare un intervallo di confidenza per la varianza con livello di fiducia pari a 0.99.

(c) Determinareun intervallo di confidenza per lo scarto quadratico medio con livello di fiducia

pari a 0.99.

`

E stata svolta un’ampia indagine campionaria per stimare la percentuale di imprese che di-

spongono di un sito web per svolgere la propria attivit`a. Su 900 imprese intervistate, n = 414

imprese hanno dichiarato di utilizzare un proprio sito web per la loro attivi`a, mentre i rimanenti

non dispongono di un sito web.

(a) Determinare un intervallo di confidenza al livello 1↵ = 0.95 per la proporzione di imprese

che dispongono di un sito web.

(b) Determinare la numerosit`a campionaria tale che l’ampiezza dell’intervallo di confidenza

(al livello del 95%) non superi 0.04. (cio`e si abbia uno errore al massimo del 2%).

  1. Costruire un intervallo di confidenza (di livello 99%) per la di↵erenza media della lunghezza di

barre di acciaio prodotte dalle linee A e B, rispetto alle quali sono stati estratti due campioni

aventi le seguenti determinazioni:

A 11.9 11.5 10.8 12.9 10.

B 9.8 10.0 10.0 11.0 13.0 12.1 10.

(a) nell’ipotesi in cui

2

A

= 0.3 e

2

B

= 0.9 e le due popolazioni siano normali;

(b) nell’ipotesi in cui la varianza delle due popolazione sia incognita ma uguale (

2

A

2

B

2 ,

non nota) e le due popolazioni siano normali.

(c) Si pu`o accettare l’ipotesi nulla che la lunghezza in entrambe le linee di produzione sia la

stessa?

  1. In uno studio di marketing per valutare la soddisfazione dei clienti che hanno e↵ettuato l’ac-

quisto di umidificatori ad ultrasuoni sono state poste alcune domande ad un gruppo che ha

acquistato la marca che ha e↵ettuato la ricerca di mercato e ad un altro gruppo che ha acqui-

stato una marca concorrente. Gli acquirenti della marca che ha commissionato lo studio ha

dato come risultati del test per valutare il grado di soddisfazione i seguenti valori: 14.0, 14.3,

12.2, 15.1. Per la seconda marca di umidificatori i risultati al test sono stati 12.1, 13.6, 11.9,

(a) Costruire un intervallo di confidenza (di livello 90%) per la di↵erenza media della sod-

disfazione dei clienti nel caso in cui la variabilit`a sia uguale nei due gruppi ma non

nota.

(b) Si pu`o accettare l’ipotesi nulla che la soddisfazione in entrambi i gruppi sia la stessa?