题目
设 sim N((M)_(1),({O)_(1)}^2),Ysim N((M)_(2)cdot ({O)_(2)}^2) ,且X与Y相互独立,设 =dfrac (X+Y)(2) ,则Z服从 ()-|||-(A) ((mu )_(1)+(mu )_(2),({sigma )_(1)}^2+({sigma )_(2)}^2) ; (B) ((mu )_(1)+(mu )_(2),dfrac ({{sigma )_(1)}^2+({sigma )_(2)}^2}(2)) ;-|||-(C) (dfrac ({mu )_(1)+(mu )_(2)}(2),dfrac ({{sigma )_(1)}^2+({sigma )_(2)}^2}(2)) ; (D) (dfrac ({mu )_(1)+(mu )_(2)}(2),dfrac ({{sigma )_(1)}^2+({sigma )_(2)}^2}(4)) .

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查独立正态随机变量线性组合的分布规律,特别是均值和方差的计算。
解题核心思路:
- 独立正态变量的和:若两个独立正态变量相加,其均值为各自均值之和,方差为各自方差之和。
- 线性变换后的分布:对正态变量进行线性变换(如乘以常数、加上常数),新变量仍为正态分布,均值和方差需按线性变换规则调整。
破题关键点:
- 均值计算:$Z = \frac{X+Y}{2}$ 的均值为 $\frac{\mu_1 + \mu_2}{2}$。
- 方差计算:由于 $X$ 和 $Y$ 独立,$D(X+Y) = D(X) + D(Y)$,再结合线性变换规则 $D(aX) = a^2 D(X)$,可得 $D(Z) = \frac{\sigma_1^2 + \sigma_2^2}{4}$。
步骤1:计算均值
根据期望的线性性质:
$E(Z) = E\left(\frac{X+Y}{2}\right) = \frac{E(X) + E(Y)}{2} = \frac{\mu_1 + \mu_2}{2}.$
步骤2:计算方差
由于 $X$ 和 $Y$ 独立,方差可加:
$D(X+Y) = D(X) + D(Y) = \sigma_1^2 + \sigma_2^2.$
再结合线性变换规则:
$D(Z) = D\left(\frac{X+Y}{2}\right) = \left(\frac{1}{2}\right)^2 D(X+Y) = \frac{\sigma_1^2 + \sigma_2^2}{4}.$
步骤3:确定分布
因为 $X$ 和 $Y$ 是正态分布且独立,其线性组合 $Z$ 仍服从正态分布,故:
$Z \sim N\left(\frac{\mu_1 + \mu_2}{2}, \frac{\sigma_1^2 + \sigma_2^2}{4}\right).$