题目
随机变量 X sim N(mu, 2^2),Y sim chi^2(n) 相互独立,K = ((X - mu)/(2) )^2 + Y,则结论正确的是()A. K 服从 chi^2(n+1) 分布;B. K 服从 F(1, n) 分布C. K 服从 t(n-1) 分布;D. K 服从 chi^2(n-1) 分布;
随机变量 $X \sim N(\mu, 2^2)$,$Y \sim \chi^2(n)$ 相互独立,$K = \left(\frac{X - \mu}{2} \right)^2 + Y$,则结论正确的是()
A. $K$ 服从 $\chi^2(n+1)$ 分布;
B. $K$ 服从 $F(1, n)$ 分布
C. $K$ 服从 $t(n-1)$ 分布;
D. $K$ 服从 $\chi^2(n-1)$ 分布;
题目解答
答案
A. $K$ 服从 $\chi^2(n+1)$ 分布;
解析
本题考查正态分布、卡方分布、$t$分布和$F$分布的定义及性质,解题的关键在于根据已知条件,结合各分布的定义来判断随机变量$K$的分布。
- 首先分析$\left(\frac{X - \mu}{2} \right)^2$的分布:
- 已知随机变量$X \sim N(\mu, 2^2)$,根据正态分布的性质,若$X\sim N(\mu,\sigma^{2})$,则$\frac{X - \mu}{\sigma}\sim N(0,1)$。
- 在本题中$\sigma = 2$,所以$\frac{X - \mu}{2}\sim N(0,1)$。
- 对于标准正态分布$Z\sim N(0,1)$,根据卡方分布的定义:若$Z\sim N(0,1)$,则$Z^{2}\sim\chi^{2}(1)$。
- 令$Z=\frac{X - \mu}{2}$,那么$\left(\frac{X - \mu}{2} \right)^2\sim\chi^{2}(1)$。
- 然后分析$Y$的分布:
- 已知$Y \sim \chi^2(n)$。
- 最后分析$K = \left(\frac{X - \mu}{2} \right)^2 + Y$的分布:
- 因为$X$与$Y$相互独立,所以$\left(\frac{X - \mu}{2} \right)^2$与$Y$也相互独立。
- 根据卡方分布的可加性:若$U\sim\chi^{2}(m)$,$V\sim\chi^{2}(n)$,且$U$与$V$相互独立,则$U + V\sim\chi^{2}(m + n)$。
- 在这里$U=\left(\frac{X - \mu}{2} \right)^2\sim\chi^{2}(1)$,$V = Y\sim\chi^{2}(n)$,所以$K=\left(\frac{X - \mu}{2} \right)^2 + Y\sim\chi^{2}(1 + n)$。