题目
10.单选题设X_(1),X_(2),...,X_(n)来自总体N(0,sigma^2),且随机变量Y=C(sum_(i=1)^nX_(i))^2sim X^2(1),则常数C=().A. (1)/(nsigma)B. nsigmaC. nsigma^2D. (1)/(nsigma^2)
10.单选题
设$X_{1},X_{2},\cdots,X_{n}$来自总体$N(0,\sigma^{2})$,且随机变
量$Y=C(\sum_{i=1}^{n}X_{i})^{2}\sim X^{2}(1)$,则常数C=().
A. $\frac{1}{n\sigma}$
B. $n\sigma$
C. $n\sigma^{2}$
D. $\frac{1}{n\sigma^{2}}$
题目解答
答案
D. $\frac{1}{n\sigma^{2}}$
解析
本题考查正态分布、卡方分布的性质以及相关公式的运用。解题的关键思路是先根据已知条件得出$\sum_{i = 1}^{n}X_{i}$的分布,再利用卡方分布的定义来确定常数$C$的值。
- 确定$\sum_{i = 1}^{n}X_{i}$的分布:
已知$X_{1},X_{2},\cdots,X_{n}$来自总体$N(0,\sigma^{2})$,根据正态分布的性质:若$X_{i}\sim N(\mu_{i},\sigma_{i}^{2})$,$i = 1,2,\cdots,n$,且相互独立,则$\sum_{i = 1}^{n}a_{i}X_{i}\sim N(\sum_{i = 1}^{n}a_{i}\mu_{i},\sum_{i = 1}^{n}a_{i}^{2}\sigma_{i}^{2})$。
在本题中$a_{i}=1$,$\mu_{i}=0$,$\sigma_{i}^{2}=\sigma^{2}$,所以$\sum_{i = 1}^{n}X_{i}\sim N(0,n\sigma^{2})$。 - 对$\sum_{i = 1}^{n}X_{i}$进行标准化:
设$Z=\frac{\sum_{i = 1}^{n}X_{i}-0}{\sqrt{n\sigma^{2}}}=\frac{\sum_{i = 1}^{n}X_{i}}{\sqrt{n}\sigma}$,根据正态分布标准化的性质,若$X\sim N(\mu,\sigma^{2})$,则$\frac{X - \mu}{\sigma}\sim N(0,1)$,所以$Z\sim N(0,1)$。 - 根据卡方分布的定义确定$C$的值:
由卡方分布的定义可知,若$Z\sim N(0,1)$,则$Z^{2}\sim\chi^{2}(1)$。
因为$Y = C(\sum_{i = 1}^{n}X_{i})^{2}\sim\chi^{2}(1)$,且$(\frac{\sum_{i = 1}^{n}X_{i}}{\sqrt{n}\sigma})^{2}\sim\chi^{2}(1)$,所以$C(\sum_{i = 1}^{n}X_{i})^{2}=(\frac{\sum_{i = 1}^{n}X_{i}}{\sqrt{n}\sigma})^{2}$,即$C=\frac{1}{n\sigma^{2}}$。