题目
设(X_1,X_2,...,X_n)为来自总体Xsim N(0,1)的一个样本,统计量Y=(sqrt(n-1)X_1)/(sqrt(sum_(i=2)^n X_i^2)),则().A. Ysim chi^2(n-1)B. Ysim t(n-1)C. Ysim F(n-1,1)D. Ysim F(1,n-1)
设$(X_1,X_2,\cdots,X_n)$为来自总体$X\sim N(0,1)$的一个样本,统计量$Y=\frac{\sqrt{n-1}X_1}{\sqrt{\sum_{i=2}^n X_i^2}}$,则().
A. $Y\sim \chi^2(n-1)$
B. $Y\sim t(n-1)$
C. $Y\sim F(n-1,1)$
D. $Y\sim F(1,n-1)$
题目解答
答案
B. $Y\sim t(n-1)$
解析
考查要点:本题主要考查统计量的分布推导,涉及标准正态分布、卡方分布、t分布的定义及相互关系。
解题核心思路:
- 分解统计量结构:将统计量拆解为分子和分母两部分,分别分析其分布。
- 识别独立性:确认分子与分母对应的随机变量是否独立。
- 匹配分布定义:根据分子和分母的分布形式,判断整体符合哪种典型分布(如t分布)。
破题关键点:
- 分子部分:$\sqrt{n-1}X_1$ 是标准正态变量的线性变换。
- 分母部分:$\sqrt{\sum_{i=2}^n X_i^2}$ 是自由度为 $n-1$ 的卡方变量的平方根。
- 独立性:$X_1$ 与 $\sum_{i=2}^n X_i^2$ 独立,满足t分布的条件。
分解统计量结构
统计量 $Y$ 可表示为:
$Y = \frac{\sqrt{n-1}X_1}{\sqrt{\sum_{i=2}^n X_i^2}}$
分析分子部分
- $X_1 \sim N(0,1)$,因此 $\sqrt{n-1}X_1$ 是标准正态变量的线性变换,仍服从正态分布:$\sqrt{n-1}X_1 \sim N(0, n-1)$。
分析分母部分
- $X_2, X_3, \ldots, X_n$ 是独立的标准正态变量,其平方和 $\sum_{i=2}^n X_i^2 \sim \chi^2(n-1)$。
- 分母为 $\sqrt{\sum_{i=2}^n X_i^2}$,即卡方变量的平方根。
匹配t分布定义
t分布定义为:
$T = \frac{Z}{\sqrt{\frac{V}{k}}}$
其中 $Z \sim N(0,1)$,$V \sim \chi^2(k)$,且 $Z$ 与 $V$ 独立。
将 $Y$ 代入定义:
$Y = \frac{\sqrt{n-1}X_1}{\sqrt{\sum_{i=2}^n X_i^2}} = \frac{X_1}{\sqrt{\frac{\sum_{i=2}^n X_i^2}{n-1}}}$
此时:
- $Z = X_1 \sim N(0,1)$,
- $V = \sum_{i=2}^n X_i^2 \sim \chi^2(n-1)$,
- 分母为 $\sqrt{\frac{V}{n-1}}$,
- 因此 $Y \sim t(n-1)$。