题目
当正态总体的方差未知,且为小样本条件下,构造总体均值的置信区间使用的分布是( )。A. 正态分布B. t分布C. x2分布D. F分布
当正态总体的方差未知,且为小样本条件下,构造总体均值的置信区间使用的分布是( )。
A. 正态分布
B. t分布
C. x2分布
D. F分布
题目解答
答案
B. t分布
解析
考查要点:本题主要考查在不同条件下构造总体均值置信区间所使用的分布类型,重点在于理解正态总体下参数未知时的统计推断方法。
解题核心思路:
- 正态总体是基础假设,确保样本均值的分布形式可推导。
- 方差未知时,无法直接使用正态分布,需用样本方差代替,导致统计量形式改变。
- 小样本(通常指$n < 30$)条件下,样本均值的分布不再服从正态分布,而是服从t分布。
破题关键点:
- 明确区分“方差已知”与“方差未知”的不同处理方式。
- 理解t分布的适用场景:小样本且方差未知时,用样本方差估计总体方差,构造的统计量服从t分布。
当总体服从正态分布,但方差$\sigma^2$未知时,构造总体均值$\mu$的置信区间需分以下步骤:
-
统计量构造:
样本均值$\bar{X}$的抽样分布为$N\left(\mu, \frac{\sigma^2}{n}\right)$,但因$\sigma^2$未知,需用样本方差$S^2$代替,得到统计量:
$t = \frac{\bar{X} - \mu}{S/\sqrt{n}}$
该统计量服从自由度为$n-1$的t分布。 -
置信区间形式:
根据t分布的分位数,置信区间为:
$\bar{x} \pm t_{\alpha/2}(n-1) \cdot \frac{s}{\sqrt{n}}$
其中$t_{\alpha/2}(n-1)$为t分布的临界值。
结论:在正态总体、方差未知、小样本条件下,必须使用t分布构造置信区间。