在两个正态总体参数的置信区间估计中,以下哪些方法适用于总体方差未知但相等的情况?A. 使用t分布进行区间估计B. 使用Z分布进行区间估计C. 使用F分布进行区间估计D. 使用卡方分布进行区间估计E. 使用混合分布进行区间估计
A. 使用t分布进行区间估计
B. 使用Z分布进行区间估计
C. 使用F分布进行区间估计
D. 使用卡方分布进行区间估计
E. 使用混合分布进行区间估计
题目解答
答案
解析
本题考查两个正态总体参数的置信区间估计中,总体方差未知但相等情况下适用的方法。解题思路是根据不同分布在参数估计中的适用条件来逐一分析各个选项。
选项A
当两个正态总体方差未知但相等时,我们可以使用两样本t检验的方法来构造总体均值差的置信区间。设两个正态总体分别为$X\sim N(\mu_1,\sigma^2)$,$Y\sim N(\mu_2,\sigma^2)$,从两个总体中分别抽取样本容量为$n_1$和$n_2$的样本,样本均值分别为$\overline{X}$和$\overline{Y}$,样本方差分别为$S_1^2$和$S_2^2$。
首先计算合并方差$S_p^2=\frac{(n_1 - 1)S_1^2+(n_2 - 1)S_2^2}{n_1 + n_2 - 2}$,然后统计量$T=\frac{(\overline{X}-\overline{Y})-(\mu_1 - \mu_2)}{S_p\sqrt{\frac{1}{n_1}+\frac{1}{n_2}}}\sim t(n_1 + n_2 - 2)$,可以基于t分布来构造总体均值差$\mu_1-\mu_2$的置信区间,所以选项A正确。
选项B
Z分布通常用于总体方差已知的情况。当两个正态总体方差已知时,统计量$Z=\frac{(\overline{X}-\overline{Y})-(\mu_1 - \mu_2)}{\sqrt{\frac{\sigma_1^2}{n_1}+\frac{\sigma_2^2}{n_2}}}\sim N(0,1)$,可以基于Z分布构造置信区间。而本题总体方差未知,所以不能使用Z分布进行区间估计,选项B错误。
选项C
F分布主要用于检验两个正态总体的方差是否相等。设两个正态总体分别为$X\sim N(\mu_1,\sigma_1^2)$,$Y\sim N(\mu_2,\sigma_2^2)$,从两个总体中分别抽取样本容量为$n_1$和$n_2$的样本,样本方差分别为$S_1^2$和$S_2^2$,统计量$F=\frac{S_1^2/S_2^2}{\sigma_1^2/\sigma_2^2}\sim F(n_1 - 1,n_2 - 1)$,它不是用于总体方差未知但相等时对总体均值差进行区间估计的分布,选项C错误。
选项D
卡方分布常用于单个正态总体方差的区间估计。设总体$X\sim N(\mu,\sigma^2)$,样本容量为$n$,样本方差为$S^2$,统计量$\chi^2=\frac{(n - 1)S^2}{\sigma^2}\sim\chi^2(n - 1)$,不用于两个正态总体方差未知但相等时对总体均值差的区间估计,选项D错误。
选项E
在两个正态总体参数的置信区间估计中,没有“混合分布”用于总体方差未知但相等情况的常规方法,选项E错误。