| @@ -249,4 +249,51 @@ | |||||
| \end{enumerate} | \end{enumerate} | ||||
| \end{aufgabe} | \end{aufgabe} | ||||
| \begin{aufgabe} | |||||
| \begin{enumerate}[(a)] | |||||
| \item Wir wählen die Hypothesen $H_0 \colon \mu \leq \mu_0$ und $H_1 \colon \mu > \mu_0$. | |||||
| Der Student-$t$-Test ist dann gegeben durch | |||||
| \[ | |||||
| \phi_c^r = \mathbbm{1}_{\sqrt{n}(\overline{X_n} - \mu_0) \geq c \hat{S}_n} | |||||
| \] | |||||
| mit $ c= t_{(n-1), (1-\alpha)}$. | |||||
| Wir berechnen also zunächst | |||||
| \[ | |||||
| \overline{X_n} = \frac{1}{n}\sum_{i = 1}^{n} X_i = 103.64, | |||||
| \] | |||||
| \[ | |||||
| \hat{S}_n = \sqrt{\frac{1}{n-1} \sum_{i = 1}^{n} (X_i - \overline{X}_n)^2} \approx 5.22 | |||||
| \] | |||||
| und | |||||
| \[ | |||||
| c = t_{(n-1, 1-\alpha)} = t_{9, 0.95} = 1.833. | |||||
| \] | |||||
| Daraus folgt | |||||
| \[ | |||||
| \phi_c^r = \mathbbm{1}_{\sqrt{10}(103.64-100) \geq 1.833 \cdot 5.22} = \mathbbm{1}_{11.51 \geq 9.57} = 1, | |||||
| \] | |||||
| wir lehnen also ab. | |||||
| \item Wir wollen als Partition in richtige und falsche Parameter $\mathcal{R}_\mu = \{\mu\}$ und $\mathcal{F}_\mu = \R\setminus\{\mu\}$. | |||||
| Dann erhalten wir als assoziierte Familie von Partitionen und Null- und Alternativhypothesen | |||||
| $\mathscr H_\mu^0 = \{\mu\}$ und $\mathscr H_\mu^1 = \R \setminus \{\mu\}$. | |||||
| Da der beidseitige Student-$t$-Test ein $\alpha$-Test der Nullhypothese $H_0\colon \mathscr H_\mu^0$ gegen die | |||||
| Alternative $H_1 \colon \mathscr H_\mu^1$ für jedes $\mu \in \R$ ist, muss die assoziierte Bereichsschätzfunktion | |||||
| für $(\{\mathcal R_\mu, \mathcal F_\mu\})_{\mu \in \R}$ ein $(1-\alpha)$-Konfidenzbereich sein. | |||||
| Die assoziierte Bereichsschätzfunktion zum beidseitigen Student-$t$-Test | |||||
| $\phi^b_{t_{(n-1), (1 - \alpha/2)}, \mu}(X_1, \dots X_n)$ ist gegeben durch | |||||
| \begin{align*} | |||||
| B(X_1, \dots, X_n) &= \{\mu \in \R: \phi^b_{t_{(n-1), (1 - \alpha/2)}, \mu}(X_1, \dots X_n) = 0\}\\ | |||||
| &= \{\mu \in \R: \sqrt{n}|\overline{X_n} - \mu| \leq t_{(n-1), (1-\alpha/2)} S\}\\ | |||||
| &= \{\mu \in \R: |\overline{X_n} - \mu| \leq \frac{S}{\sqrt{n}} t_{(n-1), (1-\alpha/2)}\}\\ | |||||
| &= \left[\overline{X_n} - \frac{S}{\sqrt{n}} t_{(n-1), (1-\alpha/2)}, \overline{X_n} + \frac{S}{\sqrt{n}} t_{(n-1), (1-\alpha/2)}\right] | |||||
| \end{align*} | |||||
| Das war zu zeigen. | |||||
| \item Mithilfe unserer numerischen Resultate aus der (a) sowie der Aussage von Teilaufgabe (b) folgern wir, dass | |||||
| \begin{align*} | |||||
| [103.64 - \frac{5.22}{\sqrt{10}}t_{9, 0.975}, 103.64 + \frac{5.22}{\sqrt{10}}t_{9, 0.975}] &\subset [99.90, 107.38] | |||||
| \end{align*} | |||||
| ein 95\%-Konfidenzintervall ist. | |||||
| \end{enumerate} | |||||
| \end{aufgabe} | |||||
| \end{document} | \end{document} | ||||