题目
设总体X与Y相互独立,sim N(3,({O)_(1)}^2) sim N(-2,({O)_(2)}^2),从X中抽得简单随机样本:sim N(3,({O)_(1)}^2) sim N(-2,({O)_(2)}^2)与sim N(3,({O)_(1)}^2) sim N(-2,({O)_(2)}^2)分别为其样本均值与样本方差;从Y中抽得简单随机样本:sim N(3,({O)_(1)}^2) sim N(-2,({O)_(2)}^2)与sim N(3,({O)_(1)}^2) sim N(-2,({O)_(2)}^2)分别为其样本均值与样本方差;检验假设sim N(3,({O)_(1)}^2) sim N(-2,({O)_(2)}^2),所用的统计量及其分布是()sim N(3,({O)_(1)}^2) sim N(-2,({O)_(2)}^2) sim N(3,({O)_(1)}^2) sim N(-2,({O)_(2)}^2)
设总体X与Y相互独立,
,从X中抽得简单随机样本:
与
分别为其样本均值与样本方差;从Y中抽得简单随机样本:
与
分别为其样本均值与样本方差;检验假设
,所用的统计量及其分布是()

题目解答
答案
这个问题涉及到比较两个独立正态分布总体方差的假设检验。给定的是
,我们需要检验
。
对于比较两个独立正态总体方差的假设检验,我们使用F检验统计量。F检验统计量定义为两个样本方差的比值:

其中

所以可得
则正确答案是A
解析
考查要点:本题主要考查两个独立正态总体方差齐性检验的F检验统计量及其分布。
解题核心思路:
- 明确检验类型:题目要求检验两个总体方差是否相等,属于方差齐性检验,需使用F检验。
- 构造F统计量:F统计量是两个样本方差的比值,且需确保分子和分母的自由度正确。
- 判断选项合理性:需验证选项中统计量的构造是否符合F分布的定义,包括样本方差的计算方式和自由度分配。
破题关键点:
- 样本方差的无偏性:样本方差的分母应为样本容量减一(即$n-1$和$m-1$)。
- F分布的自由度:分子自由度对应分子方差的样本容量减一,分母同理。
F检验统计量的构造:
-
计算样本方差:
- 对于总体$X$,样本方差为:
$S_X^2 = \frac{\sum_{i=1}^{n}(X_i - \overline{X})^2}{n-1}$ - 对于总体$Y$,样本方差为:
$S_Y^2 = \frac{\sum_{j=1}^{m}(Y_j - \overline{Y})^2}{m-1}$
- 对于总体$X$,样本方差为:
-
构造F统计量:
在$H_0: \sigma_1^2 = \sigma_2^2$下,F统计量定义为:
$F = \frac{S_X^2}{S_Y^2} \sim F(n-1, m-1)$
其中,分子自由度为$n-1$,分母自由度为$m-1$。
选项分析:
-
选项A:
$\frac{(m-1)\sum_{i=1}^{n}(X_i - \overline{X})^2}{(n-1)\sum_{j=1}^{m}(Y_j - \overline{Y})^2} \sim F(n-1, m-1)$
该统计量正确地将两个样本方差的比值转化为F分布形式,自由度分配正确。 -
选项B:
分母和分子的自由度未减一,导致方差计算有偏,不符合F检验的要求。