题目
设 X_1, X_2,..., X_n 是来自正态总体 N(mu, sigma^2) 的简单随机样本, 统计量() Y = n((overline(X) - mu)/(S))^2, 则A. Y sim F(1, n-1)B. Y sim chi^2(n-1)C. Y sim t(n-1)D. Y sim F(n-1, 1)
设 $X_1, X_2,..., X_n$ 是来自正态总体 $N(\mu, \sigma^2)$ 的简单随机样本, 统计量() $Y = n\left(\frac{\overline{X} - \mu}{S}\right)^2$, 则
A. $Y \sim F(1, n-1)$
B. $Y \sim \chi^2(n-1)$
C. $Y \sim t(n-1)$
D. $Y \sim F(n-1, 1)$
题目解答
答案
A. $Y \sim F(1, n-1)$
解析
考查要点:本题主要考查统计量的分布推导,涉及t分布与F分布的关系,以及统计量构造中的自由度转换。
解题核心思路:
- 识别关键统计量:将题目中的统计量$Y$与已知分布形式对比,特别是$t$分布的构造形式。
- 标准化处理:将$Y$中的分母$S$转换为$t$分布的标准形式$S/\sqrt{n}$,从而关联到$t$分布。
- 平方与F分布:明确$t$分布的平方服从$F(1, n-1)$分布,从而确定$Y$的分布类型。
破题关键点:
- 拆分分母:将$S$拆分为$S/\sqrt{n}$与$\sqrt{n}$的乘积,使表达式与$t$分布关联。
- 平方后的分布:利用$t^2 \sim F(1, n-1)$的性质,直接得出$Y$的分布。
统计量$Y$的构造与变形:
- 原始形式:
$Y = n \left( \frac{\overline{X} - \mu}{S} \right)^2$ - 拆分分母:
将分母$S$改写为$S/\sqrt{n} \cdot \sqrt{n}$,得:
$Y = n \left( \frac{\overline{X} - \mu}{S/\sqrt{n}} \cdot \frac{1}{\sqrt{n}} \right)^2$ - 简化表达式:
$Y = n \cdot \left( \frac{\overline{X} - \mu}{S/\sqrt{n}} \right)^2 \cdot \frac{1}{n} = \left( \frac{\overline{X} - \mu}{S/\sqrt{n}} \right)^2$
关联$t$分布:
- 已知$\frac{\overline{X} - \mu}{S/\sqrt{n}} \sim t(n-1)$,因此其平方服从$F(1, n-1)$分布。
- 因此,$Y = \left( t(n-1) \right)^2 \sim F(1, n-1)$。
选项分析:
- A:正确,符合推导结果。
- B:错误,$\chi^2$分布通常与方差相关,而非均值与标准差的比。
- C:错误,$Y$是平方后的结果,不可能服从$t$分布。
- D:错误,$F$分布的自由度顺序应为$(1, n-1)$。