题目
二、设X1,x2,···,x5是来自总体N(0,4)的一个样本,确定不为0的常数a,使得统计量-|||-=adfrac ({X)_(1)+(X)_(2)}(|{X)_(3)-(X)_(4)+2(X)_(5)|} 服从t分布,并给出具体的自由度。

题目解答
答案

解析
步骤 1:确定X1+X2的分布
由于X1和X2是来自总体N(0,4)的样本,因此X1+X2的分布为N(0,8)。这是因为两个独立正态分布的和仍然是正态分布,且均值为两个分布均值之和,方差为两个分布方差之和。
步骤 2:标准化X1+X2
为了使X1+X2服从标准正态分布,我们需要将其标准化。标准化后的变量为$\dfrac{{X}_{1}+{X}_{2}}{2\sqrt{2}}$,因为$2\sqrt{2}$是方差8的平方根。
步骤 3:确定X3-X4+2X5的分布
X3-X4+2X5的分布为N(0,24)。这是因为X3、X4和X5是来自总体N(0,4)的样本,且它们是独立的,因此X3-X4+2X5的方差为$4+4+4*4=24$。
步骤 4:标准化X3-X4+2X5
为了使X3-X4+2X5服从标准正态分布,我们需要将其标准化。标准化后的变量为$\dfrac{{X}_{3}-{X}_{4}+2{X}_{5}}{2\sqrt{6}}$,因为$2\sqrt{6}$是方差24的平方根。
步骤 5:构造t分布
为了使统计量T服从t分布,我们需要构造一个形式为$\dfrac{Z}{\sqrt{\chi^2/n}}$的变量,其中Z是标准正态分布,$\chi^2$是自由度为n的卡方分布。根据步骤2和步骤4,我们有$\dfrac{{X}_{1}+{X}_{2}}{2\sqrt{2}}$和$\dfrac{{X}_{3}-{X}_{4}+2{X}_{5}}{2\sqrt{6}}$,因此我们需要找到一个常数a,使得$T=a\dfrac{{X}_{1}+{X}_{2}}{|\dfrac{{X}_{3}+{X}_{2}}{|{X}_{3}-{X}_{4}+2{X}_{5}|}}$的形式符合t分布的定义。
步骤 6:确定常数a
为了使T服从t分布,我们需要使$T=\dfrac{\dfrac{{X}_{1}+{X}_{2}}{2\sqrt{2}}}{\sqrt{\dfrac{1}{1}}}$,即$T=\sqrt{3}\dfrac{{X}_{1}+{X}_{2}}{|{X}_{3}-{X}_{4}+2{X}_{5}|}$。因此,常数a应为$\sqrt{3}$。
步骤 7:确定自由度
由于我们只使用了一个卡方分布的自由度,因此t分布的自由度为1。
由于X1和X2是来自总体N(0,4)的样本,因此X1+X2的分布为N(0,8)。这是因为两个独立正态分布的和仍然是正态分布,且均值为两个分布均值之和,方差为两个分布方差之和。
步骤 2:标准化X1+X2
为了使X1+X2服从标准正态分布,我们需要将其标准化。标准化后的变量为$\dfrac{{X}_{1}+{X}_{2}}{2\sqrt{2}}$,因为$2\sqrt{2}$是方差8的平方根。
步骤 3:确定X3-X4+2X5的分布
X3-X4+2X5的分布为N(0,24)。这是因为X3、X4和X5是来自总体N(0,4)的样本,且它们是独立的,因此X3-X4+2X5的方差为$4+4+4*4=24$。
步骤 4:标准化X3-X4+2X5
为了使X3-X4+2X5服从标准正态分布,我们需要将其标准化。标准化后的变量为$\dfrac{{X}_{3}-{X}_{4}+2{X}_{5}}{2\sqrt{6}}$,因为$2\sqrt{6}$是方差24的平方根。
步骤 5:构造t分布
为了使统计量T服从t分布,我们需要构造一个形式为$\dfrac{Z}{\sqrt{\chi^2/n}}$的变量,其中Z是标准正态分布,$\chi^2$是自由度为n的卡方分布。根据步骤2和步骤4,我们有$\dfrac{{X}_{1}+{X}_{2}}{2\sqrt{2}}$和$\dfrac{{X}_{3}-{X}_{4}+2{X}_{5}}{2\sqrt{6}}$,因此我们需要找到一个常数a,使得$T=a\dfrac{{X}_{1}+{X}_{2}}{|\dfrac{{X}_{3}+{X}_{2}}{|{X}_{3}-{X}_{4}+2{X}_{5}|}}$的形式符合t分布的定义。
步骤 6:确定常数a
为了使T服从t分布,我们需要使$T=\dfrac{\dfrac{{X}_{1}+{X}_{2}}{2\sqrt{2}}}{\sqrt{\dfrac{1}{1}}}$,即$T=\sqrt{3}\dfrac{{X}_{1}+{X}_{2}}{|{X}_{3}-{X}_{4}+2{X}_{5}|}$。因此,常数a应为$\sqrt{3}$。
步骤 7:确定自由度
由于我们只使用了一个卡方分布的自由度,因此t分布的自由度为1。