题目
10.单选题设总体Xsim N(mu,sigma^2),mu和sigma^2均未知,X_(1),X_(2),...,X_(n)为取自正态总体N(mu,sigma^2)的一个样本对于显著性水平alpha(0A. t(n-1)B. x^2(n)C. x^2(n-1)D. t(n)
10.单选题
设总体$X\sim N(\mu,\sigma^{2})$,$\mu$和$\sigma^{2}$均未知,$X_{1},X_{2},\cdots,X_{n}$为取自正态总体$N(\mu,\sigma^{2})$的一个样本对于显著性水平$\alpha(0<\alpha<1)$,求总体方差的置信度为1-$\alpha$的置信区间时,使用的统计量()
A. $t(n-1)$
B. $x^{2}(n)$
C. $x^{2}(n-1)$
D. $t(n)$
题目解答
答案
C. $x^{2}(n-1)$
解析
本题考察正态总体方差的置信区间所使用的统计量,需结合抽样分布的相关知识分析。
步骤1:明确总体方差置信区间的构造逻辑
当总体 $X \sim N(\mu, \sigma^2)$,且 $\mu$ 和 $\sigma^2$ 均未知时,要构造 $\sigma^2$ 的置信区间,需选择一个能同时包含样本信息和未知参数 $\sigma^2$ 的统计量,且该统计量的分布已知(便于计算分位数)。
步骤2:回忆样本方差与卡方分布的关系
样本方差定义为:
$S^2 = \frac{1}{n-1} \sum_{i=1}^n (X_i - \bar{X})^2$
其中 $\bar{X}$ 是样本均值。根据抽样分布理论,有:
$\frac{(n-1)S^2}{\sigma^2} \sim \chi^2(n-1)$
该统计量服从自由度为 $n-1$ 的卡方分布,且分布不依赖于未知参数 $\mu$ 和 $\sigma^2$,是构造置信区间的理想选择。
步骤3:排除其他选项
- A. $t(n-1)$:用于总体均值 $\mu$ 的置信区间(当 $\sigma^2$ 未知时),依赖样本均值和样本标准差,与方差置信区间无关。
- B. $\chi^2(n)$:自由度错误,卡方统计量中自由度为 $n-1$(而非 $n$),因样本均值 $\bar{X}$ 消耗了一个自由度。
- D. $t(n)$:自由度错误,且 $t$ 分布用于均值估计,与方差无关。