题目
设随机变量X服从正态分布N(mu,sigma^2),则X的标准化变量Z=(X-mu)/sigma服从哪种分布?A. N(0,1)B. N(mu,sigma^2)C. N(1,0)D. N(sigma,mu)
设随机变量X服从正态分布$N(\mu,\sigma^2)$,则X的标准化变量$Z=(X-\mu)/\sigma$服从哪种分布?
A. $N(0,1)$
B. $N(\mu,\sigma^2)$
C. $N(1,0)$
D. $N(\sigma,\mu)$
题目解答
答案
A. $N(0,1)$
解析
考查要点:本题主要考查正态分布的标准化过程及其性质,要求理解标准化后变量的分布特征。
解题核心思路:
正态分布经过线性变换后仍服从正态分布。通过减去均值和除以标准差的操作,可以将原变量转化为均值为0、方差为1的标准正态分布。
破题关键点:
- 线性变换性质:若$X \sim N(\mu, \sigma^2)$,则$Y = aX + b \sim N(a\mu + b, a^2\sigma^2)$。
- 标准化操作:$Z = \frac{X - \mu}{\sigma}$的均值为0,方差为1,因此服从$N(0,1)$。
标准化变量$Z = \frac{X - \mu}{\sigma}$的推导过程如下:
-
均值计算:
$E(Z) = E\left(\frac{X - \mu}{\sigma}\right) = \frac{1}{\sigma}E(X) - \frac{\mu}{\sigma} = \frac{\mu}{\sigma} - \frac{\mu}{\sigma} = 0.$ -
方差计算:
$\text{Var}(Z) = \text{Var}\left(\frac{X - \mu}{\sigma}\right) = \left(\frac{1}{\sigma}\right)^2 \text{Var}(X) = \frac{1}{\sigma^2} \cdot \sigma^2 = 1.$
因此,$Z$服从均值为0、方差为1的标准正态分布$N(0,1)$。