题目
设随机变量X与Y独立,X~N(μ,δ^2),Y/δ^2~χ^2(n),T=(X-μ)/√Y√n,则T服从()A. t(n-1)分布B. t(n)分布C. N(0,1)分布D. F(1,n)分布
设随机变量X与Y独立,X~N(μ,δ^2),Y/δ^2~χ^2(n),T=(X-μ)/√Y√n,则T服从()
A. t(n-1)分布
B. t(n)分布
C. N(0,1)分布
D. F(1,n)分布
题目解答
答案
B. t(n)分布
解析
考查要点:本题主要考查t分布的定义及其构成条件,需要结合正态分布和卡方分布的性质进行推导。
解题核心思路:
- 标准化处理:将正态变量X转化为标准正态变量。
- 构造卡方变量:利用Y与δ²的关系,明确Y的分布形式。
- 组合结构分析:验证分子为标准正态变量,分母为卡方变量的标准化形式,且两者独立,从而判断T的分布类型。
破题关键点:
- 识别标准正态变量:通过$(X-\mu)/\delta$得到标准正态变量。
- 卡方变量的变形:将Y表示为$\delta^2 \cdot \chi^2(n)$,并提取自由度。
- 独立性保证:X与Y独立,确保分子与分母的独立性。
步骤1:标准化正态变量
由$X \sim N(\mu, \delta^2)$,可得:
$Z = \frac{X - \mu}{\delta} \sim N(0, 1)$
步骤2:构造卡方变量
题目给出$\frac{Y}{\delta^2} \sim \chi^2(n)$,因此:
$Y = \delta^2 \cdot \chi^2(n)$
步骤3:分析T的表达式
将T的表达式变形:
$T = \frac{X - \mu}{\sqrt{Y/n}} = \frac{Z \cdot \delta}{\sqrt{\delta^2 \cdot \chi^2(n)/n}} = \frac{Z}{\sqrt{\chi^2(n)/n}}$
步骤4:判断分布类型
此时,分子$Z \sim N(0,1)$,分母$\sqrt{\chi^2(n)/n}$对应自由度为$n$的卡方变量标准化形式,且$Z$与$\chi^2(n)$独立。根据t分布的定义,$T$服从$t(n)$分布。