题目
X~N ( (1,4) ),(X)_(1),(X)_(2),…(X)_(100),是来自X的样本,overline(X)为样本均值,已知Y=aoverline(X)+b~N ( (0,1) ),则有 ( (, , , , , ) )A. a=-5,b=5B. a=5,b=5C. a=0.2,b=-0.2D. a=-0.2,b=0.2
$X~N\left ( {1,4} \right )$,${X}_{1},{X}_{2},…{X}_{100}$,是来自$X$的样本,$\overline{X}$为样本均值,已知$Y=a\overline{X}+b~N\left ( {0,1} \right )$,则有$\left ( {\, \, \, \, \, } \right )$
A. $a=-5,b=5$
B. $a=5,b=5$
C. $a=0.2,b=-0.2$
D. $a=-0.2,b=0.2$
题目解答
答案
A. $a=-5,b=5$
解析
本题考查正态分布的性质以及样本均值的分布,解题的关键在于先根据已知条件求出样本均值$\overline{X}$的分布,再结合$Y = a\overline{X} + b\sim N(0,1)$来确定$a$和$b$的值。
- 求样本均值$\overline{X}$的分布:
已知$X\sim N(1,4)$,即总体$X$服从均值为$\mu = 1$,方差为$\sigma^2 = 4$的正态分布。
根据正态分布的性质:若$X\sim N(\mu,\sigma^2)$,$X_1,X_2,\cdots,X_n$是来自$X$的样本,样本均值$\overline{X}=\frac{1}{n}\sum_{i = 1}^{n}X_i$,则$\overline{X}\sim N(\mu,\frac{\sigma^2}{n})$。
在本题中,$n = 100$,$\mu = 1$,$\sigma^2 = 4$,所以$\overline{X}\sim N(1,\frac{4}{100})$,即$\overline{X}\sim N(1,0.04)$。 - 根据$Y = a\overline{X} + b\sim N(0,1)$确定$a$和$b$的值:
若$X\sim N(\mu,\sigma^2)$,则$aX + b\sim N(a\mu + b,a^2\sigma^2)$。
因为$\overline{X}\sim N(1,0.04)$,所以$Y = a\overline{X} + b\sim N(a\times1 + b,a^2\times0.04)$,即$Y\sim N(a + b,0.04a^2)$。
又因为$Y\sim N(0,1)$,所以可得方程组$\begin{cases}a + b = 0\\0.04a^2 = 1\end{cases}$。- 解方程$0.04a^2 = 1$:
等式两边同时除以$0.04$可得$a^2 = \frac{1}{0.04}=25$,则$a = \pm5$。 - 当$a = 5$时,代入$a + b = 0$,可得$5 + b = 0$,解得$b = -5$。
- 当$a = -5$时,代入$a + b = 0$,可得$-5 + b = 0$,解得$b = 5$。
- 解方程$0.04a^2 = 1$: