题目
4、设随机变量 Xsim N(mu,sigma^2),则随着sigma的增大,概率 P(|X-mu|A. 单调增大B. 单调减小C. 保持不变D. 增减不定
4、设随机变量 $X\sim N(\mu,\sigma^{2})$,则随着$\sigma$的增大,概率 $P(|X-\mu|<\sigma)$ ()。
A. 单调增大
B. 单调减小
C. 保持不变
D. 增减不定
题目解答
答案
C. 保持不变
解析
考查要点:本题主要考查正态分布的概率性质,特别是标准化变换的应用,以及标准差变化对概率的影响。
解题核心思路:
将原正态分布变量标准化为标准正态变量,利用标准正态分布的对称性和固定区间概率,判断概率是否随标准差$\sigma$的变化而改变。
破题关键点:
- 标准化变换:通过$Z = \frac{X - \mu}{\sigma}$将$X$转化为标准正态变量$Z$。
- 区间转换:原概率$P(|X - \mu| < \sigma)$对应$Z$的区间$(-1, 1)$,该区间概率与$\sigma$无关。
- 结论推导:标准正态分布的区间概率固定,因此原概率保持不变。
步骤1:标准化变换
设$Z = \frac{X - \mu}{\sigma}$,则$Z \sim N(0, 1)$。
原概率可转化为:
$P(|X - \mu| < \sigma) = P\left(-\sigma < X - \mu < \sigma\right) = P\left(-1 < \frac{X - \mu}{\sigma} < 1\right) = P(-1 < Z < 1).$
步骤2:分析标准正态分布的概率
标准正态分布下,区间$(-1, 1)$的概率为固定值$\Phi(1) - \Phi(-1) \approx 0.6827$,其中$\Phi(\cdot)$为标准正态分布函数。
关键点:此概率仅与$Z$的取值范围有关,与$\sigma$无关。
步骤3:结论
由于$\sigma$的变化不影响标准化后的区间$(-1, 1)$的概率,因此$P(|X - \mu| < \sigma)$保持不变。