一、单选题(100分) 3.【单选题】(5分) SLTJ1求参数a的值() 设X_(1),X_(2),X_(3),X_(4),X_(5)是取自正态总体N(0,sigma^2)的一个简单随机样本,若 (a(X_(1)+X_(2)))/(sqrt(X_(3)^2)+X_{4^2+X_{5)^2}}服从t分布,则a=____.A. sqrt(3)B. sqrt(2)C. sqrt(6)/2D. 3/2
A. $\sqrt{3}$
B. $\sqrt{2}$
C. $\sqrt{6}/2$
D. 3/2
题目解答
答案
解析
考查要点:本题主要考查t分布的构造条件,涉及正态变量的线性组合、卡方分布的性质以及标准化处理。
解题核心思路:
- 分子部分:将$X_1 + X_2$标准化为标准正态变量;
- 分母部分:将$X_3^2 + X_4^2 + X_5^2$转化为卡方分布;
- 匹配t分布结构:根据t分布的定义,分子为标准正态变量,分母为卡方分布的平方根除以自由度,通过系数匹配求解$a$。
破题关键点:
- 正态变量的线性组合:$X_1 + X_2$服从$N(0, 2\sigma^2)$;
- 卡方分布的自由度:$X_3^2 + X_4^2 + X_5^2$服从$\chi^2(3)$;
- 标准化处理:分子需转化为标准正态变量,分母需体现卡方分布的自由度。
步骤1:分析分子部分
令$Y = X_1 + X_2$,由于$X_1, X_2 \sim N(0, \sigma^2)$,则:
$Y \sim N\left(0, 2\sigma^2\right)$
标准化后:
$\frac{Y}{\sigma\sqrt{2}} = \frac{X_1 + X_2}{\sigma\sqrt{2}} \sim N(0, 1)$
步骤2:分析分母部分
令$Z = X_3^2 + X_4^2 + X_5^2$,由于每个$X_i \sim N(0, \sigma^2)$,则:
$\frac{Z}{\sigma^2} = \frac{X_3^2}{\sigma^2} + \frac{X_4^2}{\sigma^2} + \frac{X_5^2}{\sigma^2} \sim \chi^2(3)$
步骤3:构造t分布
原式可改写为:
$\frac{a(X_1 + X_2)}{\sqrt{X_3^2 + X_4^2 + X_5^2}} = \frac{a \cdot Y}{\sqrt{Z}} = \frac{a \cdot \sigma\sqrt{2} \cdot \frac{Y}{\sigma\sqrt{2}}}{\sigma\sqrt{\frac{Z}{\sigma^2}}}$
根据t分布的定义,需满足:
$\frac{\text{标准正态变量}}{\sqrt{\frac{\chi^2(3)}{3}}}$
因此,分子系数需满足:
$a \cdot \sigma\sqrt{2} = \sqrt{3} \cdot \sigma \quad \Rightarrow \quad a = \frac{\sqrt{3}}{\sqrt{2}} = \frac{\sqrt{6}}{2}$