排列組合與機率計算(二十二)(文長4361字)(此處不熟 MathJax及表格用法,故文字敘述。)

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排列組合 - 好用工具箱

排列組合與機率計算(二十二)某產品大量生產,若標示其平均含量為14.28%,標準差為2.52%,抽樣25件樣本時,想知道某成分含量超過15%或低於14%的機率。

我:

某產品大量生產,若標示其平均含量為14.28%,標準差為2.52%,抽樣25件樣本時,想知道某成分含量超過15%或低於14%的機率。

使用標準常態分布,Z值計算為:

Z = (樣本平均 − μ) ÷ (σ ÷ √n)

其中μ=14.28,σ=2.52,n=25,故標準誤差為0.504。

1. 樣本平均為15%

Z = (15 - 14.28)/0.504 ≈ 1.428

NORM.S.DIST(1.428, TRUE) ≈ 0.9234

機率為 1 - 0.9234 ≈ 7.66%

2. 樣本平均為14%

Z = (14 - 14.28)/0.504 ≈ -0.555

NORM.S.DIST(-0.555, TRUE) ≈ 0.2895

機率約為 28.95%

由於母體極大,可視為無限大,故FPC修正為1,不影響結果。

若樣本平均值為14.28%,使用95%信賴區間:

14.28 ± 1.96 × 0.504 ≈ 13.29% 到 15.27%

________________________________________

ChatGpt:

你整體的推導邏輯非常清楚,這裡我幫你重新整理與確認關鍵計算,並用統計語言清楚表達問題和答案。

🔢 題目整理:

母體平均數 μ = 14.28%

母體標準差 σ = 2.52%

樣本數 n = 25

所以,樣本平均數的標準誤:

σx̄=σ/√n=2.52/√25=0.504

因為總體數量「很多」,所以可視為無限大,FPC ≈ 1,不需修正標準誤。

📌 第一部分:樣本平均 ≥ 15% 的機率

Z=15−14.28/0.504=0.72/0.504=1.4286

查常態分布表或用 Excel:

P(x̄≥15)=1−NORM.S.DIST(1.4286,TRUE)≈1

✅ 機率:約 7.66%

📌 第二部分:樣本平均 ≤ 14% 的機率

Z=14−14.28/0.504=−0.28/0.504≈−0.5556

查 Excel:

P(xˉ≤14)=NORM.S.DIST(−0.5556,TRUE)≈0.2894

✅ 機率:約 28.94%

✅ 總結回答:

條件

抽樣樣本平均 ≥ 15%

抽樣樣本平均 ≤ 14%

這些機率可以使用 Excel 公式直接計算:

=NORM.S.DIST((15-14.28)/0.504, TRUE)         ' 得 0.9234 → 1-0.9234 = 0.0766

=NORM.S.DIST((14-14.28)/0.504, TRUE)         ' 得 0.2894

若你需要這兩區間 合計的極端機率(平均偏離正負方向):

P(x̄≤14 或x̄≥15)≈0.2894+0.0766=0.366

✅ 代表在極端狀況(太低或太高)的機率約為 36.6%

需要我幫你畫出常態分布圖來視覺化嗎?還是你希望把這樣的分析做成自動化 Excel 模板?

________________________________________

Deepseek:

嗯,好的,我現在要解決這個問題,就是關於產品含量的平均百分比在抽樣時的概率問題。

題目是說,某個產品的含量平均百分比是14.28%,標準差是2.52%。現在抽取25個樣本,求含量平均百分比在15%以上或者14%以下的概率是多少。

首先,我需要理清楚題目的各個條件和步驟。

題目裡提到,生產了很多產品,可以近似看作無限總體,所以在計算標準誤差的時候不需要用有限總體修正因數(FPC),也就是FPC=1。

因此,標準誤差σ_x̄就是σ除以根號n,也就是2.52%除以√25,對吧?√25是5,所以2.52%除以5等於0.504%,也就是標準誤差是0.504%。

接下來,題目需要計算的是樣本平均百分比在15%以上的概率和14%以下的概率,然後把這兩個概率加起來嗎?

還是分別計算?

不過題目裡說的是“15%以上,14%以下的機率”,這可能需要分開計算然後加起來,不過得確認是不是同時滿足兩個條件,不過一般來說,這兩個事件是互斥的,因為樣本均值不可能同時大於15%又小於14%,所以總概率就是兩者的概率之和。

首先,我需要計算當樣本均值x̄=15%時的Z值,然後用標準正態分佈表或者Excel的NORM.S.DIST函數來求概率。同樣,當x̄=14%時,計算另一個Z值,再求對應的概率。

對於x̄=15%的情況,Z的計算公式是(x̄ - μ)/(σ_x̄)。這裡μ是14.28%,σ_x̄是0.504%。所以Z=(15 - 14.28)/0.504 = 0.72 / 0.504。計算這個值,0.72除以0.504等於大約1.42857,對吧?四捨五入可能是1.428或者1.429,題目裡用了1.428。

然後用Excel的NORM.S.DIST(Z,1)來計算累積概率,也就是Z值左側的面積。

這時候得到的是P(X ≤ 15%),但我們需要的是15%以上的概率,也就是1 - NORM.S.DIST(1.428,1)。

根據題目裡給出的結果,這裡得到的累積概率是0.923354071,所以15%以上的概率就是1 - 0.923354071 ≈ 0.0766,也就是7.66%。

接下來是x̄=14%的情況,Z值同樣是(14 - 14.28)/0.504 = (-0.28)/0.504 ≈ -0.55556,大概是-0.555。

這時候用NORM.S.DIST(-0.555,1)得到的是左側的概率,也就是P(X ≤14%),題目裡算出來是0.28944733,也就是28.94%左右的概率。

那麼,這兩個事件的概率之和就是0.0766 + 0.2895 ≈ 0.3661,也就是36.61%的概率。不過題目裡是不是這樣直接相加呢?需要確認題目是否問的是兩者同時發生的概率,但顯然樣本均值不可能同時大於15%和小於14%,所以應該是兩個獨立事件的概率相加。

不過,在題目描述中,用戶可能已經給出了一些計算步驟,我需要檢查是否正確。

例如,用戶提到當x̄=15時,Z=1.428,得到累積概率0.92335,因此15%以上的概率是1 - 0.92335≈0.0766,即7.66%。而當x̄=14時,Z=-0.555,累積概率是0.2894,也就是28.94%的概率在14%以下。兩者相加就是7.66% + 28.94%≈36.6%的概率。

不過我需要確認這些步驟是否正確。

首先,標準誤差的計算是否正確。σ_x̄=σ/√n=2.52/5=0.504,沒錯。Z值的計算是否正確,是的。

然後使用標準正態分佈是否正確,是的,因為根據中心極限定理,樣本均值近似正態分佈,尤其當樣本量25足夠大時(雖然可能有些教科書認為30以上更好,但這裡題目已經允許使用正態分佈)。

然後,用戶還提到FPC的問題,也就是當總體很大時,有限總體修正因數可以忽略不計,即FPC=√((N-n)/(N-1))≈1,因為N趨向於無窮大,所以(N-n)/(N-1)≈1,因此FPC=1,沒問題。所以標準誤差的計算沒問題。

然後,計算Z值是否正確?當x̄=15時,Z=(15-14.28)/0.504=0.72/0.504=1.428,沒錯。當x̄=14時,Z=(14-14.28)/0.504=-0.28/0.504≈-0.555,沒錯。

使用Excel的NORM.S.DIST函數時,參數是Z值和1(表示累積分佈函數)。對於Z=1.428,累積概率是0.92335,所以右邊的概率是1-0.92335=0.07665≈7.66%。對於Z=-0.555,累積概率是0.28945≈28.95%,所以左邊的概率就是28.95%。兩者相加確實是0.0766+0.2895≈0.3661,即36.61%。

不過,題目裡問的是“某含量平均百分比15%以上,14%以下的機率”,這裡“以上”和“以下”是否應該分開計算然後相加,沒錯,因為這兩個區域在分佈的兩端,互不相交,所以總概率就是兩者的和。所以答案應該是大約36.61%的概率。

不過用戶提供的計算過程中,還提到了關於剛好等於某個值的概率,例如NORM.S.DIST(Z,0),即概率密度函數的值,但題目中不需要這個,因為連續分佈中單點的概率為零,所以用戶可能在這裡有些混淆,不過題目中只需要累積概率,即區間的概率。

所以,總結一下,正確的步驟是:

1. 計算標準誤差σ_x̄=2.52/√25=0.504。

2. 計算x̄=15時的Z值:(15-14.28)/0.504≈1.428,對應的累積概率為0.92335,因此15%以上的概率是1-0.92335≈0.0766。

3. 計算x̄=14時的Z值:(14-14.28)/0.504≈-0.555,對應的累積概率為0.28945,即14%以下的概率是0.28945。

4. 兩者相加得到總概率≈0.0766 + 0.28945≈0.3661,即36.61%。

因此,答案應該是這兩個概率的和,約36.61%。

某產品產量假設生產了很多(視為無限總體),其某含量平均百分比為14.28%,標準差2.52%。當抽樣25個樣本時,樣本平均百分比在15%以上或14%以下的機率計算如下:

1.    標準誤差計算:

σx̄ˉ=σ√n=2.52/√25=0.504%

2.    計算15%以上的機率:

o      Z值計算:

Z=15.0−14.28/0.504≈1.428

o      使用標準常態分佈,計算Z值左側累積機率:

P(x̄≤15%)=NORM.S.DIST(1.428,1)≈0.92335

o      因此,15%以上的機率為:

3.    計算14%以下的機率:

o      Z值計算:

Z=14.0−14.28/0.504≈−0.555

o      使用標準常態分佈,直接得左側累積機率:

4.    總機率:

答案:某含量平均百分比在15%以上或14%以下的機率約為 36.61%。

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