Soru

Zorluk: OrtaTek Kitle Varyansı İçin Güven Aralığı

Ankara Su ve Kanalizasyon İdaresi (ASKİ) tarafından şehir şebeke suyundaki klor düzeyinin kararlılığını ölçmek amacıyla yapılan bir çalışmada, rastgele seçilen 21 farklı noktadan su numuneleri alınmıştır. Yapılan ölçümler sonucunda örneklem varyansı s2=0,09 (mg/L)2s^2 = 0,09 \text{ (mg/L)}^2 olarak hesaplanmıştır. Klor miktarının normal dağılım gösterdiği varsayıldığında, kitle varyansı (σ2\sigma^2) için \%95 güven aralığı aşağıdakilerden hangisidir?

Serbestlik Derecesi (sdsd)χ0,9752\chi^2_{0,975}χ0,0252\chi^2_{0,025}
20209,599,5934,1734,17
212110,2810,2835,4835,48
  1. [0,053 ; 0,188][0,053 \ ; \ 0,188] houseCevap
  2. B
    [0,188 ; 0,053][0,188 \ ; \ 0,053] house
  3. C
    [0,055 ; 0,197][0,055 \ ; \ 0,197] house
  4. D
    [0,230 ; 0,433][0,230 \ ; \ 0,433] house
  5. E
    [0,051 ; 0,175][0,051 \ ; \ 0,175] house

Cevap

Kitle varyansı için %95 güven aralığı [0,053 ; 0,188][0,053 \ ; \ 0,188] olarak belirlenmiştir.
Varyansın güven aralığı hesaplanırken (n1)s2/σ2χn12(n-1)s^2/\sigma^2 \sim \chi^2_{n-1} pivot değişkeninden yararlanılır. n=21n=21 için serbestlik derecesi 20'dir. Formülde veriler yerine konulduğunda [0,053 ; 0,188][0,053 \ ; \ 0,188] sınırlarına ulaşılır.

Adım Adım Çözüm

1
Parametrelerin belirlenmesi
n=21n = 21, s2=0,09s^2 = 0,09, sd=n1=20sd = n - 1 = 20, α=0,05\alpha = 0,05
Varyans güven aralığı için gerekli olan örneklem büyüklüğü, varyans ve serbestlik derecesi tespit edilir.
2
Ki-kare tablo değerlerinin seçilmesi
χ0,025;202=34,17\chi^2_{0,025; 20} = 34,17 ve χ0,975;202=9,59\chi^2_{0,975; 20} = 9,59
1α=0,951 - \alpha = 0,95 güven düzeyi için sd=20sd = 20 altındaki kritik değerler tablodan alınır.
3
Güven aralığı sınırlarının hesaplanması
Alt Sınır: 1,8/34,170,0531,8 / 34,17 \approx 0,053; Üst Sınır: 1,8/9,590,1881,8 / 9,59 \approx 0,188
[(n1)s2χα/2,n12,(n1)s2χ1α/2,n12]\left[ \frac{(n-1)s^2}{\chi^2_{\alpha/2, n-1}}, \frac{(n-1)s^2}{\chi^2_{1-\alpha/2, n-1}} \right] formülü uygulanır. Pay kısmı (20)(0,09)=1,8(20)(0,09) = 1,8 olur.

Anahtar Kavram

Tek kitle varyansı için güven aralığı, Ki-kare (χ2\chi^2) dağılımı kullanılarak oluşturulur.
Bu soruyu puanla