Statistics 419 6 An airplane manufacturer intends to establi
Solution
6
a)
As the middle area is          
           
 Middle Area = P(x1<x<x2) =    0.99      
           
 Then the left tailed area of the left endpoint is          
           
 P(x<x1) = (1-P(x1<x<x2))/2 =    0.005      
           
 Thus, the z score corresponding to the left endpoint, by table/technology, is          
           
 z1 =    -2.575829304      
 By symmetry,          
 z2 =    2.575829304      
           
 As          
           
 u = mean =    500      
 s = standard deviation =    25      
           
 Then          
           
 x1 = u + z1*s =    435.6042674      
 x2 = u + z2*s =    564.3957326  
[ANSWER, BETWEEN 435.604 AND 564.396]
************************
b)
Note that              
 Margin of Error E = z(alpha/2) * s / sqrt(n)              
 Lower Bound = X - z(alpha/2) * s / sqrt(n)              
 Upper Bound = X + z(alpha/2) * s / sqrt(n)              
               
 where              
 alpha/2 = (1 - confidence level)/2 =    0.005          
 X = sample mean =    500          
 z(alpha/2) = critical z for the confidence interval =    2.575829304          
 s = sample standard deviation =    25          
 n = sample size =    61          
               
 Thus,              
 Margin of Error E =    8.245028682          
 Lower bound =    491.7549713          
 Upper bound =    508.2450287          
               
 Thus, the confidence interval is              
               
 (   491.7549713   ,   508.2450287   ) [ANSWER]
************************
c)
As              
               
 df = n - 1 =    60          
 alpha = (1 - confidence level)/2 =    0.01          
               
 Then the critical values for chi^2 are              
               
 chi^2(alpha/2) =    88.3794189          
 chi^2(alpha/2) =    37.48485153          
               
 Thus, as              
               
 lower bound = (n - 1) s^2 / chi^2(alpha/2) =    424.306931          
 upper bound = (n - 1) s^2 / chi^2(1 - alpha/2) =    1000.404122          
               
 Thus, the confidence interval for the variance is              
               
 (   424.306931   ,   1000.404122   ) [ANSWER]
***************************
d)
As              
               
 df = n - 1 =    60          
 alpha = (1 - confidence level)/2 =    0.005          
               
 Then the critical values for chi^2 are              
               
 chi^2(alpha/2) =    91.95169816          
 chi^2(alpha/2) =    35.53449108          
               
 Thus, as              
               
 lower bound = (n - 1) s^2 / chi^2(alpha/2) =    407.8228108          
 upper bound = (n - 1) s^2 / chi^2(1 - alpha/2) =    1055.312708          
               
 Thus, the confidence interval for the variance is              
               
 (   407.8228108   ,   1055.312708   )
               
 Also, for the standard deviation, getting the square root of the bounds,              
               
 (   20.19462331   ,   32.48557692   ) [ANSWER]


