题目
单选题 已知 X_(1),X_(2),L,X_(50) 为来自总体 X:N(2,4) 的样本,记 overline(X)=(1)/(50)sum_(i=1)^50X_(i) 则 (1)/(4)sum_(i=1)^50(X_(i)-overline(X))^2 服从分布为()A. N(2,(4)/(50))B. N((2)/(50),4)C. x^2(50)D. x^2(49)
单选题 已知 $X_{1},X_{2},L,X_{50}$ 为来自总体 $X:N(2,4)$ 的样本,记 $\overline{X}=\frac{1}{50}\sum_{i=1}^{50}X_{i}$ 则 $\frac{1}{4}\sum_{i=1}^{50}(X_{i}-\overline{X})^{2}$ 服从分布为()
A. $N(2,\frac{4}{50})$
B. $N(\frac{2}{50},4)$
C. $x^{2}(50)$
D. $x^{2}(49)$
题目解答
答案
D. $x^{2}(49)$
解析
考查要点:本题主要考查正态总体样本方差的分布性质,特别是与卡方分布的关系。
解题核心思路:
- 识别总体参数:已知总体服从$N(2,4)$,即均值$\mu=2$,方差$\sigma^2=4$。
- 理解统计量形式:题目中的统计量$\frac{1}{4}\sum_{i=1}^{50}(X_i-\overline{X})^2$可视为样本方差的变形。
- 应用卡方分布定理:对于正态总体,$\frac{1}{\sigma^2}\sum_{i=1}^{n}(X_i-\overline{X})^2$服从自由度为$n-1$的卡方分布。
破题关键点:
- 明确方差与卡方的关系:将题目中的统计量与卡方分布的标准形式对应,确定自由度。
步骤1:写出卡方分布的标准形式
对于正态总体$X \sim N(\mu, \sigma^2)$,样本方差的无偏估计为:
$S^2 = \frac{1}{n-1}\sum_{i=1}^{n}(X_i - \overline{X})^2$
根据统计定理,$\frac{(n-1)S^2}{\sigma^2} \sim \chi^2(n-1)$,即:
$\frac{1}{\sigma^2}\sum_{i=1}^{n}(X_i - \overline{X})^2 \sim \chi^2(n-1)$
步骤2:代入题目中的参数
题目中$\sigma^2 = 4$,$n=50$,因此:
$\frac{1}{4}\sum_{i=1}^{50}(X_i - \overline{X})^2 = \frac{1}{\sigma^2}\sum_{i=1}^{50}(X_i - \overline{X})^2 \sim \chi^2(50-1) = \chi^2(49)$
步骤3:匹配选项
选项D为$\chi^2(49)$,与推导结果一致。