题目
设随机变量 X sim N(mu, sigma^2) (sigma > 0),记 p = P(X leq mu + sigma^2),则()A. p 随着 mu 的增加而增加B. p 随着 sigma 的增加而增加C. p 随着 mu 的增加而减少D. p 随着 sigma 的增加而减少
设随机变量 $X \sim N(\mu, \sigma^2)$ ($\sigma > 0$),记 $p = P(X \leq \mu + \sigma^2)$,则()
A. $p$ 随着 $\mu$ 的增加而增加
B. $p$ 随着 $\sigma$ 的增加而增加
C. $p$ 随着 $\mu$ 的增加而减少
D. $p$ 随着 $\sigma$ 的增加而减少
题目解答
答案
B. $p$ 随着 $\sigma$ 的增加而增加
解析
考查要点:本题主要考查正态分布的概率计算及参数变化对概率的影响,需要理解均值$\mu$和标准差$\sigma$对分布形态的作用。
解题核心思路:
- 标准化转换:将原正态变量$X$转化为标准正态变量$Z$,简化概率计算。
- 参数影响分析:分别分析$\mu$和$\sigma$的变化如何影响标准化后的结果,从而判断概率$p$的变化趋势。
破题关键点:
- $\mu$的变化:平移分布位置,但$\mu + \sigma^2$始终位于新均值右侧$\sigma^2$处,因此$p$与$\mu$无关。
- $\sigma$的变化:同时改变分布宽度和$\mu + \sigma^2$的位置,需通过标准化后的$Z$值判断$p$的单调性。
标准化过程:
设$X \sim N(\mu, \sigma^2)$,则标准化变量为$Z = \frac{X - \mu}{\sigma} \sim N(0,1)$。
原概率可表示为:
$p = P(X \leq \mu + \sigma^2) = P\left(Z \leq \frac{\mu + \sigma^2 - \mu}{\sigma}\right) = P(Z \leq \sigma).$
参数分析:
-
$\mu$的影响:
$\mu$的变化仅平移分布位置,但$\mu + \sigma^2$始终位于均值右侧$\sigma^2$处。标准化后,$\mu$被抵消,因此$p$与$\mu$无关。
结论:选项A、C错误。 -
$\sigma$的影响:
- $\sigma$增大时,$\mu + \sigma^2$向右移动,且分布更分散。
- 标准化后,$Z = \sigma$,而标准正态分布函数$\Phi(\sigma)$随$\sigma$单调递增。
结论:$\sigma$越大,$p = \Phi(\sigma)$越大,选项B正确,D错误。