题目
若 X sim t(n-1),则 X^-2 sim ( )。A. chi^2(n-1)B. t(n-1)C. F(1,n-1)D. F(n-1,1)
若 $X \sim t(n-1)$,则 $X^{-2} \sim$ ( )。
A. $\chi^2(n-1)$
B. $t(n-1)$
C. $F(1,n-1)$
D. $F(n-1,1)$
题目解答
答案
D. $F(n-1,1)$
解析
本题考查t分布和F分布的定义及性质,解题的关键在于根据t分布的定义将$X^{-2}$转化为符合F分布定义的形式。
- 首先明确t分布的定义:
已知$X\sim t(n - 1)$,根据t分布的定义,若$U\sim N(0,1)$,$V\sim\chi^{2}(n)$,且$U$与$V$相互独立,则$T=\frac{U}{\sqrt{\frac{V}{n}}}\sim t(n)$。
所以对于$X\sim t(n - 1)$,存在$U\sim N(0,1)$,$V\sim\chi^{2}(n - 1)$,且$U$与$V$相互独立,使得$X = \frac{U}{\sqrt{\frac{V}{n - 1}}}$。 - 然后对$X^{-2}$进行变形:
$X^{-2}=\left(\frac{U}{\sqrt{\frac{V}{n - 1}}}\right)^{-2}=\frac{\frac{V}{n - 1}}{U^{2}}$。 - 接着分析$U^{2}$的分布:
因为$U\sim N(0,1)$,根据$\chi^{2}$分布的定义,若$Z\sim N(0,1)$,则$Z^{2}\sim\chi^{2}(1)$,所以$U^{2}\sim\chi^{2}(1)$。 - 最后根据F分布的定义判断$X^{-2}$的分布:
F分布的定义为,若$W_1\sim\chi^{2}(m)$,$W_2\sim\chi^{2}(n)$,且$W_1$与$W_2$相互独立,则$F=\frac{\frac{W_1}{m}}{\frac{W_2}{n}}\sim F(m,n)$。
在$X^{-2}=\frac{\frac{V}{n - 1}}{U^{2}}$中,$V\sim\chi^{2}(n - 1)$,$U^{2}\sim\chi^{2}(1)$,且$U$与$V$相互独立,所以$U^{2}$与$V$也相互独立,此时$m = n - 1$,$n = 1$,则$X^{-2}\sim F(n - 1,1)$。