题目
下列随机变量中,()服从自由度为n-1的t分布.A. t=(overline(X)-mu)/(S_(1)/sqrt(n-1))B. t=(overline(X)-mu)/(S_(2)/sqrt(n-1))C. t=(overline(X)-mu)/(S_(3)/sqrt(n))D. t=(overline(X)-mu)/(S_(4)/sqrt(n))
下列随机变量中,()服从自由度为n-1的t分布.
A. $t=\frac{\overline{X}-\mu}{S_{1}/\sqrt{n-1}}$
B. $t=\frac{\overline{X}-\mu}{S_{2}/\sqrt{n-1}}$
C. $t=\frac{\overline{X}-\mu}{S_{3}/\sqrt{n}}$
D. $t=\frac{\overline{X}-\mu}{S_{4}/\sqrt{n}}$
题目解答
答案
C. $t=\frac{\overline{X}-\mu}{S_{3}/\sqrt{n}}$
解析
本题考查t分布的定义及相关公式,解题的关键在于明确t分布的标准形式,并将各选项与标准形式进行对比。
t分布的定义
设$X_1,X_2,\cdots,X_n$是来自正态总体$N(\mu,\sigma^2)$的样本,$\overline{X}$是样本均值,$S$是样本标准差,即$S = \sqrt{\frac{1}{n - 1}\sum_{i = 1}^{n}(X_i - \overline{X})^2}$。
已知$Z=\frac{\overline{X}-\mu}{\sigma/\sqrt{n}}\sim N(0,1)$,$T=\frac{(n - 1)S^2}{\sigma^2}\sim\chi^2(n - 1)$,且$Z$与$T$相互独立,则随机变量$t=\frac{Z}{\sqrt{T/(n - 1)}}=\frac{\overline{X}-\mu}{S/\sqrt{n}}$服从自由度为$n - 1$的$t$分布。
对各选项进行分析
- 选项A:$t=\frac{\overline{X}-\mu}{S_{1}/\sqrt{n - 1}}$,与$t=\frac{\overline{X}-\mu}{S/\sqrt{n}}$对比,分母中根号下的分母为$n - 1$,不符合t分布的标准形式,所以该选项错误。
- 选项B:$t=\frac{\overline{X}-\mu}{S_{2}/\sqrt{n - 1}}$,同样分母中根号下的分母为$n - 1$,不符合t分布的标准形式,所以该选项错误。
- 选项C:$t=\frac{\overline{X}-\mu}{S_{3}/\sqrt{n}}$,与$t=\frac{\overline{X}-\mu}{S/\sqrt{n}}$形式一致,符合自由度为$n - 1$的$t$分布的定义,所以该选项正确。
- 选项D:$t=\frac{\overline{X}-\mu}{S_{4}/\sqrt{n}}$,虽然形式上与标准形式相似,但这里的$S_4$未明确其是否为样本标准差,而t分布要求使用样本标准差$S$,所以该选项错误。