题目
(填空题,3分)设Xsim N(mu,sigma^2),Y=(X-mu)/(sigma),则Y~_
(填空题,3分)
设$X\sim N(\mu,\sigma^{2})$,$Y=\frac{X-\mu}{\sigma}$,则Y~_
题目解答
答案
设 $ X \sim N(\mu, \sigma^2) $,则 $ Y = \frac{X - \mu}{\sigma} $ 的均值和方差计算如下:
- 均值:$ E(Y) = E\left(\frac{X - \mu}{\sigma}\right) = \frac{E(X) - \mu}{\sigma} = 0 $
- 方差:$ D(Y) = D\left(\frac{X - \mu}{\sigma}\right) = \frac{D(X)}{\sigma^2} = 1 $
由于线性变换不改变正态分布性质,$ Y $ 服从均值为0,方差为1的标准正态分布。
答案:$\boxed{N(0,1)}$
解析
考查要点:本题主要考查正态分布的线性变换性质,即对正态分布随机变量进行标准化处理后的分布形式。
解题核心思路:
- 正态分布的线性变换性质:若$X \sim N(\mu, \sigma^2)$,则线性变换$Y = aX + b$仍服从正态分布,其均值和方差分别为$E(Y) = a\mu + b$,$D(Y) = a^2\sigma^2$。
- 标准化过程:题目中的变换$Y = \frac{X - \mu}{\sigma}$是将原分布的均值平移为0,方差缩放为1,因此结果服从标准正态分布。
破题关键点:
- 识别线性变换形式:将$Y$的表达式与$Y = aX + b$对比,确定$a = \frac{1}{\sigma}$,$b = -\frac{\mu}{\sigma}$。
- 计算新均值和方差:通过公式直接代入计算,验证结果是否符合标准正态分布的参数。
设$X \sim N(\mu, \sigma^2)$,定义$Y = \frac{X - \mu}{\sigma}$,分析如下:
步骤1:计算均值
根据期望的线性性质:
$E(Y) = E\left(\frac{X - \mu}{\sigma}\right) = \frac{E(X) - \mu}{\sigma} = \frac{\mu - \mu}{\sigma} = 0.$
步骤2:计算方差
根据方差的性质(常数平方因子):
$D(Y) = D\left(\frac{X - \mu}{\sigma}\right) = \frac{D(X)}{\sigma^2} = \frac{\sigma^2}{\sigma^2} = 1.$
步骤3:确定分布类型
由于正态分布经线性变换后仍服从正态分布,且均值为0、方差为1,因此$Y$服从标准正态分布$N(0, 1)$。