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Aufgabe:

Der Durchmesser von X von serienmäßig gefertigten Kugeln sei normalverteilt.

Der Erwartungswert μ und die Standardabweichung δ von X werden mit Hilfe des folgenden Experiments geschätzt:

Man nimmt ein Sieb A mit Löchern vom Durchmesser 52mm sowie ein Sieb B mit Löchern vom Durchmesser 52mm und beobachtet, dass 27% der Kugeln durch Sieb A fallen während 13% von Sieb B aufgehalten werden.

Bestimmen Sie Schätzwerte für die Parameter μ und δ der Verteilung X

Problem/Ansatz:

Wir haben folgende Wahrscheinlichkeiten:

P(X < 50mm) = 0.27

P(X > 52mm) = 0.13

Weiter weiss ich leider nicht :,D

Vielen Dank!

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Aloha :)

Du kannst jede Normalverteilung mittels der Transformation$$z:=\frac{x-\mu}{\sigma}$$auf eine Standard-Normalverteilung \(\Phi(z)\) mit Erwartungsert \(0\) und Standardabweichung \(1\) zurückführen. Die Funktion \(\Phi(z)\) ist tabelliert und kann von guten Taschenrechnern berechnet werden. \(\Phi(z)\) ist die Wahrscheinlichkeit, mit der eine standard-normalverteilte Zufallsvariable \(Z\) einen Wert \(\le z\) annimmt, d.h.$$\Phi(z)=P(Z\le z)$$Damit gehen wir nun an dein Problem heran:

$$P(X<50)=0,27$$$$P(X>52)=1-P(X\le52)=0,13\quad\Leftrightarrow\quad P(X\le52)=0,87$$Wir tun so als würden wir den Erwartungswert \(\mu\) und die Standardabweichung \(\sigma\) von \(X\) kennen und führen die Transformation von oben durch:

$$0,27=P(X<50)=\Phi\left(\frac{50-\mu}{\sigma}\right)\quad;\quad0,87=P(X\le52)=\Phi\left(\frac{52-\mu}{\sigma}\right)$$Nun nutzen wir die Umkehrfunktion \(\Phi^{-1}\), um \(\mu\) und \(\sigma\) zu extrahieren:

$$\Phi^{-1}(0,27)=\frac{50-\mu}{\sigma}\quad;\quad\Phi^{-1}(0,87)=\frac{52-\mu}{\sigma}$$$$-0,612813=\frac{50-\mu}{\sigma}\quad;\quad1,126391=\frac{52-\mu}{\sigma}$$Das führt uns zu dem kleinen Gleichungssystem:

$$\begin{array}{r}-0,612813\sigma&+&\mu&=&50\\1,126391\sigma&+&\mu&=&52\end{array}\;\;\Rightarrow\;\;1,739204\sigma=2\;\;\Rightarrow\;\;\sigma=1,149951$$Damit haben wir folgende Lösung:$$\mu\approx50,7047\,mm\quad;\quad\sigma\approx1,1500\,mm$$

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