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Statistics · real student question

某样本的汇总统计量为 sum x^2 = 60,sum x = 10,样本量为 5。求均值的标准误。

Question

某样本的汇总统计量为 ∑x2=60\sum x^2 = 60,∑x=10\sum x = 10,样本量为 55。求均值的标准误。

Step-by-step solution

  1. 先把两段计算的框架搭好。 均值的标准误是 sxˉ=s/ns_{\bar{x}} = s/\sqrt{n},其中 ss 是样本标准差。所以要走的路是:先求平方和,再用 n−1n-1 求方差,然后开平方,最后除以 n\sqrt{n}。

  2. 计算平方和。

    SS=∑x2−(∑x)2n=60−1025=60−20=40SS = \sum x^2 - \frac{\left(\sum x\right)^2}{n} = 60 - \frac{10^2}{5} = 60 - 20 = 40

  3. 求方差和标准差。 除以 n−1=4n-1 = 4:

    s2=404=10,s=10=3.16228s^2 = \frac{40}{4} = 10, \qquad s = \sqrt{10} = 3.16228

  4. 除以 n\sqrt{n}。

    sxˉ=105=2=1.41421≈1.414s_{\bar{x}} = \frac{\sqrt{10}}{\sqrt{5}} = \sqrt{2} = 1.41421 \approx 1.414

    结果恰好就是 2\sqrt{2},因为 10/5=10/5\sqrt{10}/\sqrt{5} = \sqrt{10/5}。

  5. 看看给出的选项里有没有对得上的。 备选项是 1.791.79、0.890.89、0.570.57、0.800.80 和 0.400.40,没有一个等于 1.4141.414,所以正确答案是**「以上选项均不正确」**。为了排除疑虑,再算一遍按总体公式的版本:40/5/5=2.8284/2.2361=1.2649\sqrt{40/5}/\sqrt{5} = 2.8284/2.2361 = 1.2649,同样对不上,可见差异并不是 nn 与 n−1n-1 的选择造成的。

  6. 用一组具体数据验证。 五个数 0,0,0,4,60, 0, 0, 4, 6 满足 ∑x=10\sum x = 10,但 ∑x2=52\sum x^2 = 52——对不上,于是改取 −2,0,2,4,6-2, 0, 2, 4, 6:∑x=10\sum x = 10 ✓,且 ∑x2=4+0+4+16+36=60\sum x^2 = 4+0+4+16+36 = 60 ✓。它们的均值是 22,偏差为 −4,−2,0,2,4-4,-2,0,2,4,SS=40SS = 40 ✓,s=10s = \sqrt{10},于是 sxˉ=2=1.414s_{\bar{x}} = \sqrt{2} = 1.414 ✓。

Answer

sxˉ=2≈1.414  (以上选项均不正确)s_{\bar{x}} = \sqrt{2} \approx 1.414 \;\text{(以上选项均不正确)}

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