kaoyan3basic 概率论与数理统计 第556题

教材习题

📝 题目

### 第556题 556 设总体 $X$ 服从正态分布 $N\left(0, \sigma^{2}\right), \bar{X}, S^{2}$ 分别为容量是 $n$ 的样本的均值和方差,则可以作出服从自由度为 $n-1$ 的 $t$ 分布的随机变量 (A)$\displaystyle \frac{\sqrt{n} \bar{X}}{S}$ . (B)$\displaystyle \frac{\sqrt{n} \bar{X}}{S^{2}}$ . (C)$\displaystyle \frac{n \bar{X}}{S}$ . (D)$\displaystyle \frac{n \bar{X}}{S^{2}}$ . 557 设 $X_{1}, X_{2}, X_{3}, \cdots, X_{11}$ 是来自正态总体 $N\left(0, \sigma^{2}\right)$ 的简单随机样本,$\displaystyle Y^{2}=\frac{1}{10} \sum_{i=2}^{11} X_{i}^{2}$ ,则

💡 答案解析

**答案**:A **解析**:步骤1:$\displaystyle \bar{X}\sim N(0,\frac{\sigma^2}{n})$,$\displaystyle \frac{\sqrt{n}\bar{X}}{\sigma}\sim N(0,1)$。 步骤2:$\displaystyle \frac{(n-1)S^2}{\sigma^2}\sim\chi^2(n-1)$,且与$\bar{X}$独立。 步骤3:由$t$分布定义,$\displaystyle \frac{\sqrt{n}\bar{X}/S}{\sqrt{(n-1)S^2/\sigma^2/(n-1)}}=\frac{\sqrt{n}\bar{X}}{S}\sim t(n-1)$,但选项A中分母为$S$,实际应为$t(n-1)$,题目未指明自由度,但A为正确形式。 **难度**:★★★☆☆

📋 详细解题步骤

步骤 1/4
目标:确定样本均值的分布
由于总体 X ~ N(0, σ²),样本均值 ̄X ~ N(0, σ²/n),因此 √n ̄X/σ ~ N(0,1)。
公式:̄X ~ N(0, σ²/n)
提示:标准化正态分布
步骤 2/4
目标:确定样本方差的分布
样本方差 S² 满足 (n-1)S²/σ² ~ χ²(n-1),且与 ̄X 独立。
公式:(n-1)S²/σ² ~ χ²(n-1)
提示:卡方分布的自由度为 n-1
步骤 3/4
目标:构造 t 分布统计量
由 t 分布定义,t = (标准正态变量) / √(卡方变量/自由度)。这里标准正态变量为 √n ̄X/σ,卡方变量为 (n-1)S²/σ²,自由度为 n-1,因此 t = (√n ̄X/σ) / √((n-1)S²/(σ²(n-1))) = √n ̄X/S ~ t(n-1)。
公式:t = √n ̄X/S ~ t(n-1)
提示:注意分母是 S 而不是 S²
步骤 4/4
目标:对比选项
选项 A 为 √n ̄X/S,符合 t 分布形式;其他选项分母为 S² 或分子为 n ̄X,均不正确。
提示:检查分子分母的幂次

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