题目
52202A.设Phi(x)为标准正态分布的分布函数,X_(i)=}1,事件A发生(i=1,2,...,n)且P(A)=p,X_(1),X_(2),...,X_(n)相互独立。令Y=sum_(i=1)^nX_(i),则由中心极限定理知Y的分布函数F(y)近似于()A. Phi(y);B. Phi((y-np)/(sqrt(np(1-p))));C. Phi(y-np);D. Phi((y-np)/(np(1-p)))。
52202A.设$\Phi(x)$为标准正态分布的分布函数,$X_{i}=\begin{cases}1,事件A发生(i=1,2,\cdots,n)且P(A)=p,X_{1},X_{2},\cdots,X_{n}相互独立。令Y=\sum_{i=1}^{n}X_{i},则由中心极限定理知Y的分布函数F(y)近似于()
A. $\Phi(y);$
B. $\Phi(\frac{y-np}{\sqrt{np(1-p)}});$
C. $\Phi(y-np);$
D. $\Phi(\frac{y-np}{np(1-p)})。
题目解答
答案
B. $\Phi(\frac{y-np}{\sqrt{np(1-p)}});$
解析
考查要点:本题主要考查中心极限定理在伯努利试验和二项分布中的应用,以及如何将二项分布近似为正态分布。
解题核心思路:
- 识别变量类型:题目中$X_i$服从伯努利分布,$Y = \sum X_i$服从二项分布$B(n,p)$。
- 应用中心极限定理:当$n$较大时,$Y$的分布可近似为正态分布$N(np, np(1-p))$。
- 标准化处理:将$Y$标准化为$Z = \frac{Y - np}{\sqrt{np(1-p)}}$,此时$Z$近似服从标准正态分布$\Phi(x)$。
- 匹配选项形式:根据标准化后的表达式,确定$F(y)$的近似形式。
破题关键点:
- 正确写出标准化后的表达式,注意分母是标准差$\sqrt{np(1-p)}$,而非方差$np(1-p)$。
- 排除干扰项:选项B是唯一正确体现标准化过程的选项。
步骤1:确定$Y$的分布特性
- $X_i$服从伯努利分布,即$X_i \sim B(1,p)$,独立同分布。
- $Y = \sum_{i=1}^n X_i$服从二项分布$B(n,p)$,其均值为$E(Y) = np$,方差为$\text{Var}(Y) = np(1-p)$。
步骤2:应用中心极限定理
当$n$足够大时,$Y$的分布可近似为正态分布:
$Y \approx N(np, np(1-p))$
标准化后:
$Z = \frac{Y - np}{\sqrt{np(1-p)}} \approx N(0,1)$
因此,$Y$的分布函数可表示为:
$F(y) = P(Y \leq y) = \Phi\left( \frac{y - np}{\sqrt{np(1-p)}} \right)$
步骤3:匹配选项
- 选项B正确体现了标准化后的形式$\Phi\left( \frac{y - np}{\sqrt{np(1-p)}} \right)$。
- 其他选项错误原因:
- A未标准化,直接使用$\Phi(y)$;
- C仅平移均值,未考虑方差;
- D分母为方差而非标准差。