Difference Means F185D6
1. مسئله را بیان میکنیم: میخواهیم تفاوت میانگین دو نمونه با اندازههای $n_1=14$ و $n_2=15$، میانگینهای نمونه $\bar{X}_1=43$ و $\bar{X}_2=\frac{40}{7}$ و انحراف معیارهای نمونه $S_1=1$ و $S_2=\frac{1}{3}$ را بررسی کنیم.
2. فرمول فاصله اطمینان برای تفاوت میانگینها (وقتی واریانسها نامساوی است) به صورت زیر است:
$$\text{CI} = (\bar{X}_1 - \bar{X}_2) \pm t^* \times \sqrt{\frac{S_1^2}{n_1} + \frac{S_2^2}{n_2}}$$
که در آن $t^*$ مقدار بحرانی توزیع t است.
3. ابتدا تفاوت میانگینها را محاسبه میکنیم:
$$43 - \frac{40}{7} = 43 - 5.714 = 37.286$$
4. واریانسهای نمونه را محاسبه میکنیم:
$$S_1^2 = 1^2 = 1$$
$$S_2^2 = \left(\frac{1}{3}\right)^2 = \frac{1}{9}$$
5. مقدار خطای استاندارد تفاوت میانگینها:
$$\sqrt{\frac{1}{14} + \frac{1/9}{15}} = \sqrt{\frac{1}{14} + \frac{1}{135}} = \sqrt{0.0714 + 0.0074} = \sqrt{0.0788} = 0.2807$$
6. درجه آزادی تقریبی با فرمول ساندویچ (Welch) محاسبه میشود اما چون سوال فقط دادهها را داده، فرض میکنیم مقدار $t^*$ برای سطح اطمینان 95% حدود 2 است (برای تقریب).
7. فاصله اطمینان 95% برای تفاوت میانگینها:
$$37.286 \pm 2 \times 0.2807 = 37.286 \pm 0.5614$$
8. بنابراین بازه اطمینان:
$$[36.7246, 37.8474]$$
نتیجه: با 95% اطمینان، تفاوت میانگین فشار باد زیاد و فشار باد استاندارد در بازه $[36.72, 37.85]$ قرار دارد.