kaoyan1basic 概率论与数理统计 第20题

教材习题

📝 题目

### 【强化篇】第20题(选择题) 20.设总体 $X$ 服从谷数为 $\lambda(\lambda>0)$ 的泊松分布,$X_{1}, X_{2}, \cdots, X_{n}$ 为来自总体 $X$ 的简单随机样本。且对任船的正数 6 。有 $\displaystyle \lim _{n \rightarrow+\infty} P\left\{\left|\frac{1}{n} \sum_{i=1}^{n} X_{i}^{2}-2\right|<\varepsilon\right\}=1$ ,则 $D[|X-D(X)|]=$ . (A) $\displaystyle 1-\frac{2}{c}$ (B) $\displaystyle 1+\frac{2}{\mathrm{e}}$ (C) $\displaystyle 1-\frac{4}{c^{2}}$ (D) $\displaystyle 1+\frac{4}{\mathrm{e}^{2}}$

💡 答案解析

**答案**:B **解析**: 步骤1:由条件知$\displaystyle \frac{1}{n}\sum_{i=1}^{n}X_i^2$依概率收敛于2,故$E(X^2)=2$。 步骤2:$X\sim P(\lambda)$,则$E(X)=\lambda$,$D(X)=\lambda$,$E(X^2)=D(X)+[E(X)]^2=\lambda+\lambda^2=2$,解得$\lambda=1$($\lambda>0$)。 步骤3:$D[|X-D(X)|]=D[|X-1|]$。由于$X$取非负整数,$|X-1|$的分布为:$P(|X-1|=0)=P(X=1)=e^{-1}$,$P(|X-1|=k)=P(X=1+k)+P(X=1-k)$,计算得$E(|X-1|)=2e^{-1}$,$E(|X-1|^2)=E[(X-1)^2]=D(X)=1$,故$\displaystyle D(|X-1|)=1-(2e^{-1})^2=1-\frac{4}{e^2}$。 步骤4:选项B为$\displaystyle 1+\frac{2}{e}$,与结果不符,重新检查:题目中$D[|X-D(X)|]$应为$D(|X-1|)$,计算得$\displaystyle 1-\frac{4}{e^2}$,对应选项C。 **难度**:★★★☆☆

📋 详细解题步骤

步骤 1/4
目标:利用依概率收敛条件求参数λ
由条件知,样本二阶矩依概率收敛于2,即E(X^2)=2。
公式:\frac{1}{n}\sum_{i=1}^n X_i^2 \xrightarrow{P} E(X^2)=2
提示:依概率收敛于常数,该常数为期望。
步骤 2/4
目标:计算泊松分布的期望和方差
设X~P(λ),则E(X)=λ,D(X)=λ,E(X^2)=D(X)+[E(X)]^2=λ+λ^2=2,解得λ=1(λ>0)。
公式:E(X^2)=λ+λ^2=2
提示:泊松分布的期望和方差相等。
步骤 3/4
目标:计算D[|X-D(X)|]
D(X)=1,故需求D(|X-1|)。X取非负整数,|X-1|的分布:P(|X-1|=0)=P(X=1)=e^{-1};当k≥1时,P(|X-1|=k)=P(X=1+k)+P(X=1-k)。计算E(|X-1|)=2e^{-1},E(|X-1|^2)=E[(X-1)^2]=D(X)=1,故D(|X-1|)=1-(2e^{-1})^2=1-4/e^2。
公式:D(|X-1|)=E(|X-1|^2)-[E(|X-1|)]^2=1-4/e^2
提示:注意|X-1|的期望计算,利用对称性。
步骤 4/4
目标:选择正确选项
计算得D[|X-D(X)|]=1-4/e^2,对应选项C。
提示:检查选项,C为1-4/e^2。

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