题目
设在总体 N(mu, sigma^2) 中抽得一容量为 16 的样本,这里 mu, sigma^2 均未知.(1) 求 PS^2 / sigma^2 leq 2.041,其中 S^2 为样本方差.(2) 求 D(S^2).
设在总体 $N(\mu, \sigma^2)$ 中抽得一容量为 16 的样本,这里 $\mu, \sigma^2$ 均未知.
(1) 求 $P\left\{S^2 / \sigma^2 \leq 2.041\right\}$,其中 $S^2$ 为样本方差.
(2) 求 $D(S^2)$.
题目解答
答案
(1) 由题意,$\frac{(n-1)S^2}{\sigma^2} \sim \chi^2(n-1)$,其中 $n=16$,故自由度为15。
$P\left\{\frac{S^2}{\sigma^2} \leqslant 2.041\right\} = P\left\{\chi^2(15) \leqslant 15 \times 2.041 = 30.615\right\}$
查卡方分布表得 $\chi^2_{0.01}(15) = 30.578$,故 $P\{\chi^2(15) \leqslant 30.615\} \approx 0.99$。
答案: $0.99$
(2) 由卡方分布性质,$D\left(\frac{15S^2}{\sigma^2}\right) = 2 \times 15 = 30$,利用方差性质得
$D(S^2) = \frac{30\sigma^4}{225} = \frac{2\sigma^4}{15}$
答案: $\frac{2\sigma^4}{15}$
$\boxed{\begin{array}{cc}\text{(1) } 0.99 \\\text{(2) } \frac{2\sigma^4}{15}\end{array}}$