题目
6.(单选题,2.5分)设X_(1),X_(2),... X_(16)是来自正态总体N(2,sigma^2)的简单随机样本,overline(X)=(1)/(16)sum_(i=1)^16X_(i),则(4overline(X)-8)/(sigma)sim()A. x^2(15)B. N(0,1)C. t(15)D. t(16)
6.(单选题,2.5分)
设$X_{1},X_{2},\cdots X_{16}$是来自正态总体$N(2,\sigma^{2})$的简单随机样本,$\overline{X}=\frac{1}{16}\sum_{i=1}^{16}X_{i}$,则$\frac{4\overline{X}-8}{\sigma}\sim()$
A. $x^{2}(15)$
B. $N(0,1)$
C. $t(15)$
D. $t(16)$
题目解答
答案
B. $N(0,1)$
解析
本题考查正态分布的性质以及标准正态分布的定义。解题的关键在于利用正态总体样本均值的分布性质,将给定的统计量转化为标准正态分布的形式。
- 确定样本均值$\overline{X}$的分布:
已知$X_{1},X_{2},\cdots,X_{16}$是来自正态总体$N(2,\sigma^{2})$的简单随机样本,根据正态分布的性质:若$X_{1},X_{2},\cdots,X_{n}$是来自正态总体$N(\mu,\sigma^{2})$的简单随机样本,则样本均值$\overline{X}=\frac{1}{n}\sum_{i = 1}^{n}X_{i}$服从正态分布$N(\mu,\frac{\sigma^{2}}{n})$。
在本题中,$n = 16$,$\mu = 2$,所以$\overline{X}\sim N(2,\frac{\sigma^{2}}{16})$。 - 对$\overline{X}$进行标准化变换:
设$Z=\frac{\overline{X}-\mu}{\frac{\sigma}{\sqrt{n}}}$,其中$\mu$是总体均值,$\sigma$是总体标准差,$n$是样本容量。对于标准正态分布$N(0,1)$,有$Z\sim N(0,1)$。
将$\overline{X}\sim N(2,\frac{\sigma^{2}}{16})$代入标准化变换公式,可得$\frac{\overline{X}-2}{\frac{\sigma}{\sqrt{16}}}=\frac{\overline{X}-2}{\frac{\sigma}{4}}\sim N(0,1)$。 - 化简给定的统计量$\frac{4\overline{X}-8}{\sigma}$:
对$\frac{4\overline{X}-8}{\sigma}$进行变形可得$\frac{4(\overline{X}-2)}{\sigma}=4\times\frac{\overline{X}-2}{\sigma}$,进一步变形为$4\times\frac{\overline{X}-2}{\frac{\sigma}{4}}$。
由步骤2可知$\frac{\overline{X}-2}{\frac{\sigma}{4}}\sim N(0,1)$,所以$4\times\frac{\overline{X}-2}{\frac{\sigma}{4}}\sim N(0,1)$,即$\frac{4\overline{X}-8}{\sigma}\sim N(0,1)$。