题目
9 单选 (10分) 设随机变量X,Y相互独立,且X服从正态分布N(0,(sigma_{1)}^2),Y服从正态分布N(0,(sigma_{2)}^2),则关于概率P(|X-Y|A. 随σ₁的增加而增加,随σ₂的减小而减小B. 随σ₁的增加而减小,随σ₂的减小而增加C. 随σ₁和σ₂的减小而增加D. 随σ₁和σ₂的增加而减小
9 单选 (10分) 设随机变量X,Y相互独立,且X服从正态分布N(0,${\sigma_{1}}^{2}$),Y服从正态分布N(0,${\sigma_{2}}^{2}$),则关于概率P(|X-Y|<1)=()的说法错误的是 ( )。
A. 随σ₁的增加而增加,随σ₂的减小而减小
B. 随σ₁的增加而减小,随σ₂的减小而增加
C. 随σ₁和σ₂的减小而增加
D. 随σ₁和σ₂的增加而减小
题目解答
答案
A. 随σ₁的增加而增加,随σ₂的减小而减小
解析
考查要点:本题主要考查独立正态变量之差的分布性质,以及概率随方差变化的单调性分析。
解题核心思路:
- 确定差变量的分布:由独立正态变量的性质,$Z = X - Y$ 服从 $N(0, \sigma_1^2 + \sigma_2^2)$。
- 标准化转换:将概率 $P(|Z| < 1)$ 转换为标准正态分布的概率,关键量为 $\frac{1}{\sqrt{\sigma_1^2 + \sigma_2^2}}$。
- 单调性分析:标准正态分布函数 $\Phi(z)$ 的单调性决定了概率随 $\sigma_1$ 和 $\sigma_2$ 的变化趋势。
破题关键点:
- 方差增大导致概率减小:$\sigma_1$ 或 $\sigma_2$ 增大时,$\frac{1}{\sqrt{\sigma_1^2 + \sigma_2^2}}$ 减小,概率减小。
- 方差减小导致概率增大:$\sigma_1$ 或 $\sigma_2$ 减小时,$\frac{1}{\sqrt{\sigma_1^2 + \sigma_2^2}}$ 增大,概率增大。
设 $Z = X - Y$,则 $Z \sim N(0, \sigma_1^2 + \sigma_2^2)$。概率 $P(|X - Y| < 1)$ 可表示为:
$P\left(-\frac{1}{\sqrt{\sigma_1^2 + \sigma_2^2}} < \frac{Z}{\sqrt{\sigma_1^2 + \sigma_2^2}} < \frac{1}{\sqrt{\sigma_1^2 + \sigma_2^2}}\right)$
其中,$\frac{Z}{\sqrt{\sigma_1^2 + \sigma_2^2}}$ 服从标准正态分布。根据标准正态分布函数 $\Phi(z)$ 的单调性:
- $\frac{1}{\sqrt{\sigma_1^2 + \sigma_2^2}}$ 越大,概率 越大;
- $\sigma_1$ 或 $\sigma_2$ 增大时,$\sigma_1^2 + \sigma_2^2$ 增大,$\frac{1}{\sqrt{\sigma_1^2 + \sigma_2^2}}$ 减小,概率 减小;
- $\sigma_1$ 或 $\sigma_2$ 减小时,$\frac{1}{\sqrt{\sigma_1^2 + \sigma_2^2}}$ 增大,概率 增大。
选项分析:
- A:随 $\sigma_1$ 增加而增加(错误,应减小),随 $\sigma_2$ 减小而减小(错误,应增加)。
- B:随 $\sigma_1$ 增加而减小,随 $\sigma_2$ 减小而增加(正确)。
- C:随 $\sigma_1$ 和 $\sigma_2$ 减小而增加(正确)。
- D:随 $\sigma_1$ 和 $\sigma_2$ 增加而减小(正确)。