题目
统计学x²(卡方)的取值范围是A. (-∞,0)B. (-∞,∞)C. (0,∞)D. (-1,1)E. (-∞,1)
统计学x²(卡方)的取值范围是
A. (-∞,0)
B. (-∞,∞)
C. (0,∞)
D. (-1,1)
E. (-∞,1)
题目解答
答案
C. (0,∞)
解析
卡方统计量(χ²)是统计学中用于检验分类变量独立性的常用工具。其核心计算公式为:
$\chi^2 = \sum \frac{(O_i - E_i)^2}{E_i}$
其中,$O_i$ 是观察频数,$E_i$ 是期望频数。
关键点:
- 平方项 $(O_i - E_i)^2$ 保证了每一项的非负性。
- 分母 $E_i$ 是理论上的期望频数,通常为正数。
- 所有非负项相加,最终结果必然非负,且当所有观察频数与期望频数完全一致时,$\chi^2 = 0$。
因此,卡方统计量的取值范围是 $[0, +\infty)$。但题目选项中未包含闭区间,需结合选项判断,正确答案为 $(0, +\infty)$(选项C)。
公式推导
卡方统计量的计算公式为:
$\chi^2 = \sum \frac{(O_i - E_i)^2}{E_i}$
- 分子 $(O_i - E_i)^2$ 是平方项,结果始终非负。
- 分母 $E_i$ 是期望频数,通常为正数(若 $E_i = 0$,需特殊处理)。
- 每一项 $\frac{(O_i - E_i)^2}{E_i}$ 的结果非负,所有项相加后,$\chi^2 \geq 0$。
取值范围分析
- 最小值:当所有观察频数 $O_i$ 等于期望频数 $E_i$ 时,$\chi^2 = 0$。
- 最大值:随着观察频数与期望频数的差异增大,$\chi^2$ 可无限增大。
- 实际应用:在实际统计中,若数据存在波动,$\chi^2$ 通常严格大于 $0$。
选项排除
- A、B、D、E 均包含负值或有限范围,与卡方统计量的非负性矛盾。
- C $(0, +\infty)$ 最符合卡方统计量的实际取值范围。