题目
8.设(X_(1),X_(2),overline(?),X_(n))为正态总体N(1,2²)的一个样本,overline(X)为样本均值,则下列结论中正确的是().A. (overline(X)-1)/(2/sqrt(n))sim t(n)B. (1)/(4)sum_(i=1)^n(X_(i)-1)^2sim F(n,1)C. (overline(X)-1)/(sqrt(2)/sqrt(n))sim N(0,1)D. (1)/(4)sum_(i=1)^n(X_(i)-1)^2sim chi^2(n)
8.设$(X_{1},X_{2},\overline{?},X_{n})$为正态总体N(1,2²)的一个样本,$\overline{X}$为样本均值,则下列结论中正确的是().
A. $\frac{\overline{X}-1}{2/\sqrt{n}}\sim t(n)$
B. $\frac{1}{4}\sum_{i=1}^{n}(X_{i}-1)^{2}\sim F(n,1)$
C. $\frac{\overline{X}-1}{\sqrt{2}/\sqrt{n}}\sim N(0,1)$
D. $\frac{1}{4}\sum_{i=1}^{n}(X_{i}-1)^{2}\sim \chi^{2}(n)$
题目解答
答案
D. $\frac{1}{4}\sum_{i=1}^{n}(X_{i}-1)^{2}\sim \chi^{2}(n)$
解析
本题主要考查正态总体样本均值和样本方差的分布性质,解题的关键在于熟练掌握正态分布、$\chi^{2}$分布、$t$分布和$F$分布的定义及相关性质,然后根据已知条件逐一分析各个选项。
已知条件分析
已知$(X_{1},X_{2},\cdots,X_{n})$为正态总体$N(1,2^{2})$的一个样本,即总体均值$\mu = 1$,总体方差$\sigma^{2}=2^{2}=4$,样本均值$\overline{X}=\frac{1}{n}\sum_{i = 1}^{n}X_{i}$。
各选项分析
- 选项A:
根据正态分布的性质,若$X_{i}\sim N(\mu,\sigma^{2})$,$i = 1,2,\cdots,n$,则样本均值$\overline{X}\sim N(\mu,\frac{\sigma^{2}}{n})$。
所以$\overline{X}\sim N(1,\frac{4}{n})$,对$\overline{X}$进行标准化,令$Z=\frac{\overline{X}-\mu}{\sigma/\sqrt{n}}$,这里$\mu = 1$,$\sigma = 2$,则$Z=\frac{\overline{X}-1}{2/\sqrt{n}}\sim N(0,1)$,而不是$t(n)$分布,所以选项A错误。 - 选项B:
因为$X_{i}\sim N(1,2^{2})$,那么$\frac{X_{i}-1}{2}\sim N(0,1)$,$i = 1,2,\cdots,n$。
根据$\chi^{2}$分布的定义,若$Z_{1},Z_{2},\cdots,Z_{n}$相互独立且都服从标准正态分布$N(0,1)$,则$\sum_{i = 1}^{n}Z_{i}^{2}\sim\chi^{2}(n)$。
所以$\sum_{i = 1}^{n}(\frac{X_{i}-1}{2})^{2}=\frac{1}{4}\sum_{i = 1}^{n}(X_{i}-1)^{2}\sim\chi^{2}(n)$,而不是$F(n,1)$分布,所以选项B错误。 - 选项C:
由前面分析可知$\overline{X}\sim N(1,\frac{4}{n})$,对$\overline{X}$进行标准化,$\frac{\overline{X}-1}{\sqrt{\frac{4}{n}}}=\frac{\overline{X}-1}{2/\sqrt{n}}\sim N(0,1)$。
而$\frac{\overline{X}-1}{\sqrt{2}/\sqrt{n}}$并不服从标准正态分布$N(0,1)$,所以选项C错误。 - 选项D:
因为$X_{i}\sim N(1,2^{2})$,则$\frac{X_{i}-1}{2}\sim N(0,1)$,$i = 1,2,\cdots,n$。
根据$\chi^{2}$分布的定义,$\sum_{i = 1}^{n}(\frac{X_{i}-1}{2})^{2}=\frac{1}{4}\sum_{i = 1}^{n}(X_{i}-1)^{2}\sim\chi^{2}(n)$,所以选项D正确。