题目
设随机变量X服从正态分布N(μ,σ2),则随着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,σ2),则随着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,特别是标准化变换的应用,以及参数σ变化对概率的影响。
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,进而判断其变化趋势。
破题关键点:
- 标准化变换:将X的表达式转化为标准正态变量Z的形式,即$Z = \frac{X - \mu}{\sigma}$。
- 区间对称性:原概率对应的区间$|\mu - X| < \sigma$在标准化后变为固定区间$(-1, 1)$,与σ无关。
- 标准正态分布的性质:标准正态分布在固定区间的概率是定值,因此原概率不随σ变化。
步骤1:标准化处理
将原式$P\{ |X - \mu| < \sigma \}$两边同时除以σ,得到:
$P\left\{ -1 < \frac{X - \mu}{\sigma} < 1 \right\}$
令$Z = \frac{X - \mu}{\sigma}$,则Z服从标准正态分布$N(0,1)$,因此原概率等价于:
$P\{ -1 < Z < 1 \}$
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,$P\{ -1 < Z < 1 \}$的值仅与区间长度相关,与σ无关。查标准正态分布表可知:
$P\{ -1 < Z < 1 \} = \Phi(1) - \Phi(-1) = 2\Phi(1) - 1 \approx 0.6827$
其中$\Phi(\cdot)$为标准正态分布的累积分布函数。
步骤3:分析σ的影响
由于标准化后的区间$(-1, 1)$固定,且概率仅依赖于标准正态分布的性质,因此无论σ如何变化,原概率始终为定值$0.6827$,即保持不变。