题目
2、设随机变量X-N(μ,σ²)(σ>0),记p=P(X≤μ+σ²),则() (A.)p随着μ的增加而增加 (B.)p随着σ的增加而增加 (C.)p随着μ的增加而减少 (D.)p随着μ的增加而减少
2、设随机变量X-N(μ,σ²)(σ>0),记p=P{X≤μ+σ²},则() (
A.)p随着μ的增加而增加 (
B.)p随着σ的增加而增加 (
C.)p随着μ的增加而减少 (
D.)p随着μ的增加而减少
A.)p随着μ的增加而增加 (
B.)p随着σ的增加而增加 (
C.)p随着μ的增加而减少 (
D.)p随着μ的增加而减少
题目解答
答案
将随机变量 $X$ 标准化,得 $Z = \frac{X - \mu}{\sigma}$,则
\[ P(X \leq \mu + \sigma^2) = P\left(Z \leq \sigma\right) = \Phi(\sigma), \]
其中 $\Phi(z)$ 为标准正态分布的CDF。由于 $\Phi(z)$ 是单调递增函数,概率随 $\sigma$ 增加而增加,与 $\mu$ 无关。
因此,正确答案为:
\[
\boxed{B}
\]
解析
考查要点:本题主要考查正态分布的概率计算及参数对概率的影响,需要掌握标准化变换和标准正态分布的性质。
解题核心思路:
- 标准化变换:将原正态变量转化为标准正态变量,简化概率计算。
- 分析参数影响:通过标准化后的表达式,明确概率与参数μ、σ的关系。
- 单调性判断:利用标准正态分布的累积分布函数(CDF)Φ(z)的单调递增性,判断概率随参数的变化趋势。
破题关键点:
- 标准化后表达式不含μ,说明p与μ无关。
- Φ(σ)随σ单调递增,因此p随σ增加而增加。
将随机变量X标准化:
$Z = \frac{X - \mu}{\sigma} \sim N(0,1)$
原概率可转化为:
$\begin{aligned}p &= P\{X \leq \mu + \sigma^2\} \\&= P\left\{ Z \leq \frac{\mu + \sigma^2 - \mu}{\sigma} \right\} \\&= P\left\{ Z \leq \sigma \right\} \\&= \Phi(\sigma)\end{aligned}$
其中Φ(σ)为标准正态分布的CDF。
关键分析:
- 与μ无关:标准化后表达式中μ被消去,因此p的值不随μ变化。
- 随σ单调递增:Φ(σ)是单调递增函数,σ越大,Φ(σ)越大,故p随σ增加而增加。