题目
48 单选题 若随机变量 X sim N(mu, sigma^2),从中随机抽取样本 x_1, x_2, ..., x_n,则 (bar(x) - mu)/sigmasqrt(n) 服从的分布为()。A. 近似正态分布B. t分布C. 标准正态分布D. F分布
48 单选题 若随机变量 $X \sim N(\mu, \sigma^2)$,从中随机抽取样本 $x_1, x_2, \cdots, x_n$,则 $(\bar{x} - \mu)/\sigma\sqrt{n}$ 服从的分布为()。
A. 近似正态分布
B. t分布
C. 标准正态分布
D. F分布
题目解答
答案
C. 标准正态分布
解析
本题考查正态分布的性质以及样本均值的分布相关知识点。解题的关键在于明确已知随机变量$X$服从正态分布,然后根据样本均值的性质推导出$(\bar{x} - \mu)/\sigma\sqrt{n}$的分布。
- 已知随机变量$X\sim N(\mu, \sigma^2)$,即$X$服从均值为$\mu$,方差为$\sigma^2$的正态分布。
- 从总体$X$中随机抽取样本$x_1, x_2, \cdots, x_n$,根据正态分布的性质可知,样本均值$\bar{x}$也服从正态分布,且$\bar{x}\sim N(\mu, \frac{\sigma^2}{n})$。这是因为对于独立同分布的随机变量,样本均值的期望等于总体期望,样本均值的方差等于总体方差除以样本容量。
- 为了将$\bar{x}$转化为标准正态分布,我们对其进行标准化处理。设$Z = \frac{\bar{x} - E(\bar{x})}{\sqrt{D(\bar{x})}}$,其中$E(\bar{x})$是$\bar{x}$的期望,$D(\bar{x})$是$\bar{x}$的方差。
- 由前面可知$E(\bar{x}) = \mu$,$D(\bar{x}) = \frac{\sigma^2}{n}$,将其代入上式可得:
- $Z=\frac{\bar{x}-\mu}{\sqrt{\frac{\sigma^2}{n}}}$。
- 根据根式运算法则$\sqrt{\frac{\sigma^2}{n}}=\frac{\sigma}{\sqrt{n}}$,则$Z = \frac{\bar{x} - \mu}{\frac{\sigma}{\sqrt{n}}}=\frac{\bar{x} - \mu}{\sigma}\sqrt{n}$。
- 而标准正态分布是指均值为$0$,方差为$1$的正态分布,经过标准化处理后的随机变量$Z$服从标准正态分布,即$Z\sim N(0, 1)$。所以$(\bar{x} - \mu)/\sigma\sqrt{n}$服从标准正态分布。