1. (10.0分) 【单选题】设X_(1),X_(2),...,X_(n)是独立同服从U(0,2theta)的随机变量序列,则对于任意的varepsilon>0,lim_(ntoinfty)P(|(1)/(n)sum_(i=1)^nX_(i)-theta|A. Phi(x)B. N(0,1)C. 1D. 0
A. $\Phi(x)$
B. $N(0,1)$
C. 1
D. 0
题目解答
答案
解析
考查要点:本题主要考查大数定律或切比雪夫不等式的应用,涉及均匀分布的期望与方差计算,以及随机变量序列的收敛性。
解题核心思路:
- 确定分布参数:明确均匀分布$U(0,2\theta)$的期望和方差。
- 分析样本均值的收敛性:利用大数定律或切比雪夫不等式,证明样本均值依概率收敛于期望值$\theta$。
- 极限概率判断:通过不等式或定理直接得出概率的极限值。
破题关键点:
- 期望与方差的计算是基础,需准确得出$E(X_i)=\theta$和$D(X_i)=\frac{\theta^2}{3}$。
- 切比雪夫不等式的应用可将概率转化为与方差相关的表达式,通过$n \to \infty$时的极限判断结果。
步骤1:计算期望与方差
均匀分布$U(0,2\theta)$的期望为:
$E(X_i) = \frac{0 + 2\theta}{2} = \theta$
方差为:
$D(X_i) = \frac{(2\theta - 0)^2}{12} = \frac{\theta^2}{3}$
步骤2:分析样本均值的性质
样本均值$\overline{X}_n = \frac{1}{n}\sum_{i=1}^{n}X_i$的期望为:
$E(\overline{X}_n) = \theta$
方差为:
$D(\overline{X}_n) = \frac{1}{n^2} \sum_{i=1}^{n} D(X_i) = \frac{\theta^2}{3n}$
步骤3:应用切比雪夫不等式
根据切比雪夫不等式:
$P\left( \left| \overline{X}_n - \theta \right| \geq \varepsilon \right) \leq \frac{D(\overline{X}_n)}{\varepsilon^2} = \frac{\theta^2}{3n\varepsilon^2}$
当$n \to \infty$时,右侧$\frac{\theta^2}{3n\varepsilon^2} \to 0$,因此:
$\lim_{n \to \infty} P\left( \left| \overline{X}_n - \theta \right| \geq \varepsilon \right) = 0$
从而:
$\lim_{n \to \infty} P\left( \left| \overline{X}_n - \theta \right| < \varepsilon \right) = 1$