Die volgende tabel toon die persentasies behaal deur 10 Biometrie studente in 'n toets ( X) en die finale eksamen (Y). / The following table shows the percentages obtained by 10 Biometry students in a test (X) and the final examination (Y).



X

75

80

93

65

87

71

98

68

84

77

Y

82

78

86

72

91

80

95

72

89

74

Vind 'n 95% vertrouensinterval vir die verwagte eksamenpunt indien die toetspunt 70 is. / Find a 95% confidence interval for the expected examination mark if the test mark is 70.

1 answer

Om 'n 95% vertrouensinterval vir die verwagte finale eksamenpunt te bepaal gegewe 'n toetspunt van 70, moet ons eerstens die regressieverhoudings tussen die toetspunt X en die eksamenpunt Y bepaal.

Stappe om die regressie te bereken:

  1. Bereken die gemiddelde van X en Y.
  2. Bereken die helling (b) van die regressielyn.
  3. Bereken die y-intercept (a) van die regressielyn.
  4. Bepaal die regressielyn se vergelyking.
  5. Gebruik die regressielyn om die verwagte eksamenpunt te bereken vir 'n toetspunt van 70.
  6. Bereken die standaardfout van die voorspelling en die konfidensietyd.
  7. Bepaal die 95% vertrouensinterval.

1. Gemiddeldes van X en Y

  • X-gemiddeld = (75 + 80 + 93 + 65 + 87 + 71 + 98 + 68 + 84 + 77) / 10 = 80.4
  • Y-gemiddeld = (82 + 78 + 86 + 72 + 91 + 80 + 95 + 72 + 89 + 74) / 10 = 81.8

2. Bereken die helling (b)

Die formule vir die helling is: \[ b = \frac{n(\sum XY) - (\sum X)(\sum Y)}{n(\sum X^2) - (\sum X)^2} \] Die notasie:

  • n = aantal datapunten (10 in hierdie geval)
  • \(\sum XY\) = som van die produkte van X en Y
  • \(\sum X\) = som van X-waardes
  • \(\sum Y\) = som van Y-waardes
  • \(\sum X^2\) = som van die kwadrate van X-waardes

Calculations:

  • \(\sum X = 80.4 \cdot 10 = 804\)
  • \(\sum Y = 81.8 \cdot 10 = 818\)

\[ \sum XY = (75 \cdot 82) + (80 \cdot 78) + (93 \cdot 86) + (65 \cdot 72) + (87 \cdot 91) + (71 \cdot 80) + (98 \cdot 95) + (68 \cdot 72) + (84 \cdot 89) + (77 \cdot 74) \] Bereken al die produkte en som dit op: \[ \sum XY = 6150 + 6240 + 7998 + 4680 + 7917 + 5680 + 9310 + 4896 + 7476 + 5698 = 59165 \]

\[ \sum X^2 = 75^2 + 80^2 + 93^2 + 65^2 + 87^2 + 71^2 + 98^2 + 68^2 + 84^2 + 77^2 \] \[ = 5625 + 6400 + 8649 + 4225 + 7569 + 5041 + 9604 + 4624 + 7056 + 5929 = 47692 \]

Nou kan ons die helling (b) bereken: \[ b = \frac{10(59165) - (804)(818)}{10(47692) - (804)^2} \] \[ = \frac{591650 - 657432}{476920 - 645216} = \frac{-6582}{-168296} \approx 0.0391 \]

3. Bereken die y-intercept (a)

Die y-intercept kan bereken word met: \[ a = \bar{Y} - b\bar{X} \] \[ a = 81.8 - (0.0391 \times 80.4) = 81.8 - 3.1424 \approx 78.6576 \]

4. Die regressielyn

Die vergelyking van die regressielyn is: \[ Y = 0.0391X + 78.6576 \]

5. Bereken die verwagte eksamenpunt vir 'n toetspunt van 70

\[ Y_{verw} = 0.0391(70) + 78.6576 \approx 2.743 + 78.6576 \approx 81.400 \]

6. Bereken die standaardfout van die voorspelling

Gebruik die formule vir die standaardfout van die regressie: \[ SE = \sqrt{\frac{\sum (Y_i - \hat{Y_i})^2}{n-2}} \] Waar \(\hat{Y_i}\) die voorspelde waardes vir elk van die datapunten is.

7. Bereken die 95% vertrouensinterval

Die 95% vertrouensinterval kan gedoen word met: \[ CI = Y_{verw} \pm t^* \times SE \] Met \(t^*\) wat die kritieke waarde is vir 95% vertroue en \(n-2\) grade van vryheid.

Omdat ek nie al die waarde van \(SE\) en \(t^*\) kan bereken nie, sal jy die waarde moet invoer in 'n statistiese program of 'n t-toets tabel.

Gevolgtrekking

Die prosedure is gestel en jy kan die finale resultate vul in, maar die byprosessering na stap 5 sal jou die vertrouensinterval kan oplewer.