设总体 X sim N(mu, sigma^2),(X_1, X_2, ldots, X_n) 为来自总体 X 的简单随机样本,则下列结论不正确的是()。A. E(overline(X))= mu;B. D(overline(X))= (sigma^2)/(n);C. overline(X) sim N(mu, sigma^2);D. overline(X) sim N(mu, (sigma^2)/(n))
A. $E(\overline{X})= \mu$;
B. $D(\overline{X})= \frac{\sigma^2}{n}$;
C. $\overline{X} \sim N(\mu, \sigma^2)$;
D. $\overline{X} \sim N(\mu, \frac{\sigma^2}{n})$
题目解答
答案
解析
考查要点:本题主要考查正态总体下样本均值的期望、方差及分布性质,需掌握正态分布的线性组合特性。
解题核心思路:
- 期望与方差的计算:利用期望的线性性质和方差的性质,推导样本均值的期望和方差。
- 分布形式判断:明确正态分布的线性组合仍服从正态分布,其均值和方差需根据样本均值的定义推导。
破题关键点:
- 选项C的方差错误:样本均值的方差应为$\frac{\sigma^2}{n}$,而非原总体的$\sigma^2$。
设总体$X \sim N(\mu, \sigma^2)$,样本均值$\overline{X} = \frac{1}{n} \sum_{i=1}^n X_i$,逐一分析选项:
选项A:$E(\overline{X}) = \mu$
根据期望的线性性质:
$E(\overline{X}) = E\left(\frac{1}{n} \sum_{i=1}^n X_i\right) = \frac{1}{n} \sum_{i=1}^n E(X_i) = \frac{1}{n} \cdot n \mu = \mu$
结论:正确。
选项B:$D(\overline{X}) = \frac{\sigma^2}{n}$
根据方差的性质(样本独立):
$D(\overline{X}) = D\left(\frac{1}{n} \sum_{i=1}^n X_i\right) = \frac{1}{n^2} \sum_{i=1}^n D(X_i) = \frac{1}{n^2} \cdot n \sigma^2 = \frac{\sigma^2}{n}$
结论:正确。
选项C:$\overline{X} \sim N(\mu, \sigma^2)$
正态分布的线性组合仍为正态分布,均值为$\mu$,方差为$\frac{\sigma^2}{n}$,即:
$\overline{X} \sim N\left(\mu, \frac{\sigma^2}{n}\right)$
结论:错误,方差应为$\frac{\sigma^2}{n}$。
选项D:$\overline{X} \sim N\left(\mu, \frac{\sigma^2}{n}\right)$
由正态分布的性质直接得出,结论正确。