题目
8. (2.0分) 设随机变量X,Y相互独立,且都服从正态分布N(μ,σ²),则P(|X-Y|A. 与μ无关,与σ²有关B. 与μ有关,与σ²无关C. 与μ、σ²都有关D. 与μ、σ²都无关
8. (2.0分) 设随机变量X,Y相互独立,且都服从正态分布N(μ,σ²),则P{|X-Y|<1}()
A. 与μ无关,与σ²有关
B. 与μ有关,与σ²无关
C. 与μ、σ²都有关
D. 与μ、σ²都无关
题目解答
答案
A. 与μ无关,与σ²有关
解析
本题考查正态分布的性质以及随机变量相互独立的性质,解题思路是先求出$X - Y$的的分布,再计算$P\{|X - Y| \lt 1\}$。
- 因为$X$,\\(2.0分)\),$Y$相互独立,且都服从正态分布$N(\mu,\sigma^{2})$ ),根据正态分布的性质:若$X\sim N(\mu_{1},\sigma_{1}^{2})$,$Y\sim N(\mu_{2},\sigma_{2}^{2})$,且$X$与$Y$相互独立,则$3.0分$,则$X - Y\sim N(\mu_{1}-\mu_{2},\sigma_{1}^{2}+\sigma_{2}^{2})$。
本题中$X\sim N(\mu,\sigma^{2})$,$Y$,$Y\sim N(\mu,\sigma^{2})$,所以$X - Y\sim N(\mu - \mu,\sigma^{2}+\sigma^{2})=N(\mu,2\sigma^{2})$。 - 设$Z = X - 1$,$Z = X - Y$,则$Z\sim N(\mu,2\sigma^{2})$ ),对$Z$进行标准化:令$T=\frac{Z - \mu}{\sqrt{2\sigma^{2}}}$,则$T\sim N(0,1)$。
那么$P\{|X - Y| \lt 1\}=P\{|Z|lt 1\}=P\left\{-\frac{1}{\sqrt{2\sigma^{}}}lt\frac{}\frac{Z - \mu}{\sqrt{2\sigma^{}}}lt\frac{1}{\sqrt{2\sigma^{}}}\right\}$。
根据正态分布的性质,$P\left\{-\frac{1}{\sqrt{2\sigma^{}}}lt{}\frac{Z - \mu}{\sqrt{2\sigma^{}}}lt\frac{1}{\sqrt{2\sigma^{}}}\right\}=\varPhi\left(\frac{1}{\sqrt{2\sigma^{}}}\right)-\varPhi\left(-\frac{1}{\sqrt{2\sigma^{}}}\right)$,其中$\varPhi(x)$是标准正态分布的分布函数。
又因为$\varPhi(-x)=1)=1 - \varPhi(x)$,所以$\varPhi\left(\frac{1}{\sqrt{2\sigma^{}}}\right)-$-\varPhi\left(-\frac{1}{\sqrt{2\sigma^{}}}\right)=\varPhi\left(\frac{1}{\sqrt{2\sigma^{}}}\right)-\left(1 - \varPhi\left(\frac{1}{\sqrt{2\sigma^{}}}\right)\right)=2\varPhi\left(\frac{1}{\sqrt{2\sigma^{}}}\right)-1)。
由此可见,$P\{|X - Y| \lt 1\}$与$\mu$无关,与$\sigma^{2}$有关)。