题目
设总体Xsim N(mu,sigma^2),μ已知,现抽取一个大小为n的样本,X为样本均值,S为样本标准差,检验假设H_(0):sigma^2=2rightarrow H_(1):sigma^2neq2时采用的检验统计量是A. ((n-1)S^2)/(2)B. (sum_(i=1)^n(X_(i)-mu)^2)/(2)C. ((n-1)S^2)/(sigma^2)D. (sum_(i=1)^n(X_(i)-mu)^2)/(sigma^2)
设总体$X\sim N(\mu,\sigma^{2})$,μ已知,现抽取一个大小为n的样本,X为样本均值,S为样本标准差,检验假设$H_{0}:\sigma^{2}=2\leftrightarrow H_{1}:\sigma^{2}\neq2$时采用的检验统计量是
A. $\frac{(n-1)S^{2}}{2}$
B. $\frac{\sum_{i=1}^{n}(X_{i}-\mu)^{2}}{2}$
C. $\frac{(n-1)S^{2}}{\sigma^{2}}$
D. $\frac{\sum_{i=1}^{n}(X_{i}-\mu)^{2}}{\sigma^{2}}$
题目解答
答案
B. $\frac{\sum_{i=1}^{n}(X_{i}-\mu)^{2}}{2}$
解析
本题考查正态总体方差的假设检验中检验统计量的选取,解题的关键在于根据总体均值是否已知,结合正态分布的性质来确定合适的检验统计量。
步骤一:明确已知条件
已知总体$X\sim N(\mu,\sigma^{2})$,且$\mu$已知,要检验假设$H_{0}:\sigma^{2}=2\leftrightarrow H_{1}:\sigma^{2}\neq2$。
步骤二:分析不同情况下的检验统计量
- 当总体均值$\mu$已知时:
根据正态分布的性质,若$X_{i}\sim N(\mu,\sigma^{2})$,则$\frac{X_{i}-\mu}{\sigma}\sim N(0,1)$。
对于$i = 1,2,\cdots,n$,$\left(\frac{X_{i}-\mu}{\sigma}\right)^{2}\sim\chi^{2}(1)$。
由$\chi^{2}$分布的可加性可知,$\sum_{i = 1}^{n}\left(\frac{X_{i}-\mu}{\sigma}\right)^{2}=\frac{\sum_{i = 1}^{n}(X_{i}-\mu)^{2}}{\sigma^{2}}\sim\chi^{2}(n)$。
在原假设$H_{0}:\sigma^{2}=2$成立的条件下,将$\sigma^{2}=2$代入上式,得到检验统计量为$\frac{\sum_{i = 1}^{n}(X_{i}-\mu)^{2}}{2}$,它服从自由度为$n$的$\chi^{2}$分布。 - 当总体均值$\mu$未知时:
此时用样本均值$\overline{X}$代替总体均值$\mu$,则$\frac{(n - 1)S^{2}}{\sigma^{2}}\sim\chi^{2}(n - 1)$,其中$S^{2}=\frac{1}{n - 1}\sum_{i = 1}^{n}(X_{i}-\overline{X})^{2}$。
步骤三:对各选项进行分析
- 选项A:$\frac{(n - 1)S^{2}}{2}$,由于$\mu$已知,不需要用样本标准差$S$来构造检验统计量,所以该选项错误。
- 选项B:$\frac{\sum_{i = 1}^{n}(X_{i}-\mu)^{2}}{2}$,符合$\mu$已知时的检验统计量形式,所以该选项正确。
- 选项C:$\frac{(n - 1)S^{2}}{\sigma^{2}}$,这是$\mu$未知时的检验统计量形式,本题$\mu$已知,所以该选项错误。
- 选项D:$\frac{\sum_{i = 1}^{n}(X_{i}-\mu)^{2}}{\sigma^{2}}$,在原假设$H_{0}:\sigma^{2}=2$成立时,应将$\sigma^{2}=2$代入,所以该选项错误。