题目
设随机变量X服从正态分布N(μ,σ2),则随σ的增大,概率P(|X-μ|<σ)( )A. 单调增大B. 单调减小C. 保持不变D. 增减不定
设随机变量X服从正态分布N(μ,σ
2),则随σ的增大,概率P{|X-μ|<σ}( )
A. 单调增大
B. 单调减小
C. 保持不变
D. 增减不定
题目解答
答案
C. 保持不变
解析
考查要点:本题主要考查正态分布的概率性质及其标准化方法,重点在于理解标准差σ的变化对概率区间的影响。
解题核心思路:
将原概率表达式通过标准化转换为标准正态分布的形式,从而发现概率值与σ无关,进而判断其随σ变化的趋势。
破题关键点:
- 标准化转换:将X的表达式转化为标准正态变量Z的形式,消除σ的影响。
- 标准正态分布的对称性:标准化后的区间固定为[-1,1],对应的概率值恒定,与σ无关。
步骤1:标准化处理
原概率表达式为:
$P\{|X - \mu| < \sigma\}$
将X标准化为Z:
$Z = \frac{X - \mu}{\sigma} \sim N(0,1)$
代入原式得:
$P\left\{ \left| Z \right| < 1 \right\}$
步骤2:计算标准正态分布的概率
根据标准正态分布的对称性:
$P\{-1 < Z < 1\} = \Phi(1) - \Phi(-1)$
其中$\Phi(\cdot)$为标准正态分布函数。由于$\Phi(-1) = 1 - \Phi(1)$,可得:
$P\{-1 < Z < 1\} = 2\Phi(1) - 1$
该值为固定常数(约0.6827),与σ无关。
结论
无论σ如何增大,概率$P\{|X - \mu| < \sigma\}$始终等于标准正态分布在区间[-1,1]内的概率,因此保持不变。