题目
设X_(1),X_(2),X_(3),X_(4)为总体Xsim N(mu,sigma^2)的样本,mu已知,sigma^2未知,则下列各式中是枢轴量的是()A. overline(X)=(1)/(4)sum_(i=1)^4X_(i)B. M=X_(1)+X_(2)-muC. R=(1)/(sigma^2)sum_(i=1)^4(X_(i)-overline(X))^2D. S^2=(1)/(3)sum_(i=1)^4(X_(i)-overline(X))^2
设$X_{1},X_{2},X_{3},X_{4}$为总体$X\sim N(\mu,\sigma^{2})$的样本,$\mu$已知,$\sigma^{2}$未知,则下列各式中是枢轴量的是()
A. $\overline{X}=\frac{1}{4}\sum_{i=1}^{4}X_{i}$
B. $M=X_{1}+X_{2}-\mu$
C. $R=\frac{1}{\sigma^{2}}\sum_{i=1}^{4}(X_{i}-\overline{X})^{2}$
D. $S^{2}=\frac{1}{3}\sum_{i=1}^{4}(X_{i}-\overline{X})^{2}$
题目解答
答案
C. $R=\frac{1}{\sigma^{2}}\sum_{i=1}^{4}(X_{i}-\overline{X})^{2}$
解析
枢轴量的定义是:由样本和未知参数构成的函数,其分布与未知参数无关。本题中,总体服从正态分布$X \sim N(\mu, \sigma^2)$,其中$\mu$已知,$\sigma^2$未知。因此,枢轴量的分布必须不含$\sigma^2$。
关键思路:
- 排除依赖$\sigma^2$的选项:若统计量的分布仍包含$\sigma^2$,则不是枢轴量。
- 利用正态分布的性质:样本均值、样本方差等统计量的分布形式,结合卡方分布的性质(如$\sum (X_i - \overline{X})^2 / \sigma^2 \sim \chi^2(n-1)$)。
选项分析
选项A:$\overline{X} = \frac{1}{4}\sum_{i=1}^{4}X_i$
- $\overline{X}$服从正态分布$N\left(\mu, \frac{\sigma^2}{4}\right)$。
- 依赖$\sigma^2$,因此不是枢轴量。
选项B:$M = X_1 + X_2 - \mu$
- $X_1 + X_2 \sim N(2\mu, 2\sigma^2)$,因此$M \sim N(\mu, 2\sigma^2)$。
- 依赖$\sigma^2$,因此不是枢轴量。
选项C:$R = \frac{1}{\sigma^2}\sum_{i=1}^{4}(X_i - \overline{X})^2$
- $\sum_{i=1}^{4}(X_i - \overline{X})^2$是样本方差的分子,服从$\sigma^2 \cdot \chi^2(3)$。
- 除以$\sigma^2$后,$R \sim \chi^2(3)$,分布与$\sigma^2$无关,因此是枢轴量。
选项D:$S^2 = \frac{1}{3}\sum_{i=1}^{4}(X_i - \overline{X})^2$
- $S^2$是样本方差,服从$\frac{\sigma^2}{3} \cdot \chi^2(3)$。
- 依赖$\sigma^2$,因此不是枢轴量。